5. Khuếch tán chất ô nhiễm từ nguồn điểm cao trong điều kiện không có gió
1.7 Ví dụ tính toán khuếch tán các chất ô nhiễm từ nguồn điểm cao theo phương pháp Berliand M.E và phương pháp Gauss.
phương pháp Berliand M.E và phương pháp Gauss.
Báo cáo kết quả tính tại điểm ( 22 ; 9 )
Các thông số tính toán
Số nguồn thải ô nhiễm :2
Nhiệt độ ngoài trời ( độ C ) : = 28.8 độ Tần suất lặng gió (Tính theo %) = 11.9 % Hệ số loại chất khuếch tán - F = 1 Hệ số loại ổn định khí quyển - A = 220 Các trị số khi lặng gió ( n = 0,2 k1 = 0,1 )
Hướng Tần suất Vận tốc gió (T.B)
Hướng Bắc 5.5 % 1.8 m/s Đông Bắc 7.4 % 2.7 m/s Đông 14.2 % 2.9 m/s Đông Nam 45.2 % 3.2 m/s Hướng Nam 12.9 % 3 m/s Tây Nam 4 % 2.1 m/s Tây 4.1 % 2.7 m/s Tây Bắc 6.7 % 3 m/s
T.T nguồn Độ cao Đường kính L.khói thải L. thải độc T. khói
N.1 - (20;8) 40 m 1.2 m 9.05 m^3/s 17.69 g/s 200 độ C N.2 - (23;7) 60 m 2 m 25.14 m^3/s 49.14 g/s 200 độ C N.2 - (23;7) 60 m 2 m 25.14 m^3/s 49.14 g/s 200 độ C
Nguồn : 1 ( H là chiều cao thực của ống khúi)
Vận tốc theo phương thẳng đứng của chất ô nhiễm: w = 8.00601556970984 m/s ;
(9.05/(3.14*0.6^2)),trg15
Nhiệt độ chênh lệch DelT = 171.2 độ (= 200-28.8)
Công thức (1.29) : f = 10^3.W^2.D/(H^2.DelT) = 0.28079564238801 m/s^2 => Nguồn nóng công thức (1.30) : Vm = 0.65 * Exp((1 / 3) * ln(L * delT / H)) = 2.19926454411077 m/s công thức trong Bảng 1.3: Vận tốc gió nguy hiểm - Um = 2.3391117844389 m/s
công thức (1.33) - (1.34): m0 = 1.05749253768538 ( m0 , n0 là m và n trong công thức 1.31 – 134)
công thức (1.34): n0 = 1
công thức (1.37): d0 = 12.2843197723351
công thức (1.31)- Nồng độ cực đại trên mặt đất do nguồn 1 gây ra :
Cmax = 0.222291946776949 mg/m^3
công thức (1.36) - Khoảng cách từ nguồn đến vị trí có nồng độ cực đại trên trục gió (ứng với vận tốc gió nguy hiểm ): xM = 491.372790893404 m
Nguồn : 2
Vận tốc theo phương thẳng đứng của chất ô nhiễm : w = 8.00636942675159 m/s ; Nhiệt độ chênh lệch DelT = 171.2 độ
Công thức (1.29) : f = 10^3.W^2.D/(H^2.DelT) = 0.208015159000593 m/s^2 => Nguồn nóng công thức (1.30) : Vm = 0.65 * Exp((1 / 3) * ln(L * delT / H)) = 2.70075974047536 m/s công thức trong Bảng 1.3: Vận tốc gió nguy hiểm - Um = 2.84857344098719 m/s
Biờn soạn : Vũ Khắc Bảy . 12 - 2011
27
công thức (1.33) - (1.34): m0 = 1.09043726232039 công thức (1.34): n0 = 1
công thức (1.37): d0 = 13.4123147651423
công thức (1.31)- Nồng độ cực đại trên mặt đất do nguồn 2 gây ra : Cmax = 0.201310458532382 mg/m^3
công thức (1.36) - Khoảng cách từ nguồn đến vị trí có nồng độ cực đại trên trục gió (ứng với vận tốc gió nguy hiểm ): xM = 804.738885908538 m
Công thức bảng 1.3 : Vận tốc gió trung bình trọng điểm Utb_M : 2.58122551750307 m/s
Khi lặng gió :
Nguồn 1
Bán kính R = 223.606797749979
Nồng độ ô nhiễm khi lặng gió - Công thức (1-42) :
Cr * Tần suất lặng / 100 = 4.58449449266005E-02 mg/m^3
Nguồn 2
Bán kính R = 223.606797749979
Nồng độ ô nhiễm khi lặng gió - Công thức (1-42) :
Cr * Tần suất lặng / 100 = 0.11355628381039 mg/m^3
Tính theo hướng gió : Bắc
Vận tốc gió Utb = 1.8 với tần suất P = 5.5% Lamda = Utb/Utb_M = 0.697343175865245 Công thức Bảng 1.5 : r = 0.824913635143971 Công thức Bảng 1.5 p = 1.02140818886796 Nguồn 1
Công thức (1.39) : Cmax_u = r . Cmax => Cmax_u = 0.183371657879003 mg/m^3 Công thức (1.39) : Xmax_u = p . Xmax => Xmax_u = 501.892192405427 m Tính AnPha = x/Xmax_u: AnPha = 0
Do AnPha = 0 nên S1 = 0 Không cần tính beta Không cần tính S2
Công thức (1.38) : Cxy_u = S1. S2 . Cmax_u => Cxy_u = 0
Nồng độ ô nhiễm tại điểm (X,Y) = ( 22;9 ) do nguồn 1 và khi có hướng gió Bắc với tần suất : 5.5 % : ==> Cxy(1; gió : Bắc ) = ( 1 - P_lặng). P_gió . Cxy_u = 0 mg/m^3
Nguồn 2
Công thức (1.39) : Cmax_u = r . Cmax => Cmax_u = 0.166063742140447 mg/m^3 Công thức (1.39) : Xmax_u = p . Xmax => Xmax_u = 821.96688796746 m
Tính AnPha = x/Xmax_u: AnPha = 0 Do AnPha = 0 nên S1 = 0
Không cần tính beta Không cần tính S2
Công thức (1.38) : Cxy_u = S1. S2 . Cmax_u => Cxy_u = 0
Nồng độ ô nhiễm tại điểm (X,Y) = ( 22;9 ) do nguồn 2 và khi có hướng gió Bắc với tần suất : 5.5 % : ==> Cxy(2; gió : Bắc ) = ( 1 - P_lặng). P_gió . Cxy_u = 0 mg/m^3
Biờn soạn : Vũ Khắc Bảy . 12 - 2011
28
Tính theo hướng gió : Đông Bắc Vận tốc gió Utb = 2.7 với tần suất P = 7.4% Lamda = Utb/Utb_M = 1.04601476379787 Công thức Bảng 1.5 : r = 0.99865234214929 Công thức Bảng 1.5 p = 1.01472472441532 Nguồn 1
Công thức (1.39) : Cmax_u = r . Cmax => Cmax_u = 0.221992373289726 mg/m^3 Công thức (1.39) : Xmax_u = p . Xmax => Xmax_u = 498.608119824495 m Tính AnPha = x/Xmax_u: AnPha = 0
Do AnPha = 0 nên S1 = 0 Không cần tính beta Không cần tính S2
Công thức (1.38) : Cxy_u = S1. S2 . Cmax_u => Cxy_u = 0
Nồng độ ô nhiễm tại điểm (X,Y) = ( 22;9 ) do nguồn 1 và khi có hướng gió Đông Bắc với tần suất 7.4 % :
==> Cxy(1; gió : Đông Bắc ) = ( 1 - P_lặng). P_gió . Cxy_u = 0 mg/m^3 Nguồn 2
Công thức (1.39) : Cmax_u = r . Cmax => Cmax_u = 0.201039160912511 mg/m^3 Công thức (1.39) : Xmax_u = p . Xmax => Xmax_u = 816.588444229831 m Tính AnPha = x/Xmax_u: AnPha = 0
Do AnPha = 0 nên S1 = 0 Không cần tính beta Không cần tính S2
Công thức (1.38) : Cxy_u = S1. S2 . Cmax_u => Cxy_u = 0
Nồng độ ô nhiễm tại điểm (X,Y) = ( 22;9 ) do nguồn 2 và khi có hướng gió Đông Bắc với tần suất 7.4 % ==> Cxy(2; gió : Đông Bắc ) = ( 1 - P_lặng). P_gió . Cxy_u = 0 mg/m^3
Tính theo hướng gió : Đông
Vận tốc gió Utb = 2.9 với tần suất P = 14.2% Lamda = Utb/Utb_M = 1.12349733889401 Công thức Bảng 1.5 : r = 0.991031100129492 Công thức Bảng 1.5 p = 1.03951914844608 Nguồn 1
Công thức (1.39) : Cmax_u = r . Cmax => Cmax_u = 0.220298232564286 mg/m^3 Công thức (1.39) : Xmax_u = p . Xmax => Xmax_u = 510.791425159086 m Tính AnPha = x/Xmax_u: AnPha = 0
Do AnPha = 0 nên S1 = 0 Không cần tính beta Không cần tính S2
Công thức (1.38) : Cxy_u = S1. S2 . Cmax_u => Cxy_u = 0
Nồng độ ô nhiễm tại điểm (X,Y) = ( 22;9 ) do nguồn 1 và khi có hướng gió Đông với tần suất : 14.2 % : ==> Cxy(1; gió : Đông ) = ( 1 - P_lặng). P_gió . Cxy_u = 0 mg/m^3
Nguồn 2
Công thức (1.39) : Cmax_u = r . Cmax => Cmax_u = 0.199504925186919 mg/m^3 Công thức (1.39) : Xmax_u = p . Xmax => Xmax_u = 836.541481401092 m Tính AnPha = x/Xmax_u: AnPha = 0.119920417560205
Công thức trong Bảng 1.4 : S1 = 6.27782585302163E-03 Tính Beta = Utb. (y/x)^2 => beta = 11.5081020530646 Công thức trong Bảng 1.4 : S2 = 2.74078307029677E-06
Công thức (1.38) : Cxy_u = S1. S2 . Cmax_u => Cxy_u = 3.43271342738682E-09 mg/m^3 Nồng độ ô nhiễm tại điểm (X,Y) = ( 22;9 ) do nguồn 2 và khi có hướng gió Đông với tần suất : 14.2 % :
==> Cxy(2; gió : Đông ) = ( 1 - P_lặng). P_gió . Cxy_u = 4.29439315192946E-10 mg/m^3 Tính theo hướng gió : Đông Nam
Biờn soạn : Vũ Khắc Bảy . 12 - 2011
29
Vận tốc gió Utb = 3.2 với tần suất P = 45.2% Lamda = Utb/Utb_M = 1.23972120153821 Công thức Bảng 1.5 : r = 0.970023571259021 Công thức Bảng 1.5 p = 1.07671078449223 Nguồn 1
Công thức (1.39) : Cmax_u = r . Cmax => Cmax_u = 0.215628428074697 mg/m^3 Công thức (1.39) : Xmax_u = p . Xmax => Xmax_u = 529.066383160972 m Tính AnPha = x/Xmax_u: AnPha = 0
Do AnPha = 0 nên S1 = 0 Không cần tính beta Không cần tính S2
Công thức (1.38) : Cxy_u = S1. S2 . Cmax_u => Cxy_u = 0
Nồng độ ô nhiễm tại điểm (X,Y) = ( 22;9 ) do nguồn 1 và khi có hướng gió Đông Nam với tần suất 45.2 % ==> Cxy(1; gió : Đông Nam ) = ( 1 - P_lặng). P_gió . Cxy_u = 0 mg/m^3
Nguồn 2
Công thức (1.39) : Cmax_u = r . Cmax => Cmax_u = 0.195275889917372 mg/m^3 Công thức (1.39) : Xmax_u = p . Xmax => Xmax_u = 866.471037157984 m Tính AnPha = x/Xmax_u: AnPha = 0.244920299826471
Công thức trong Bảng 1.4 : S1 = 4.79721668701241E-02 Tính Beta = Utb. (y/x)^2 => beta = 0.352730929242234 Công thức trong Bảng 1.4 : S2 = 5.59678986092345E-02
Công thức (1.38) : Cxy_u = S1. S2 . Cmax_u => Cxy_u = 5.24296504650737E-04 mg/m^3 Nồng độ ô nhiễm tại điểm (X,Y) = ( 22;9 )do nguồn 2 và khi có hướng gió Đông Nam với tần suất 45.2 %
==> Cxy(2; gió : Đông Nam ) = ( 1 - P_lặng). P_gió . Cxy_u = 2.08781159709979E-04 mg/m^3
Tính theo hướng gió : Nam
Vận tốc gió Utb = 3 với tần suất P = 12.9% Lamda = Utb/Utb_M = 1.16223862644208 Công thức Bảng 1.5 : r = 0.985126473628481 Công thức Bảng 1.5 p = 1.05191636046146 Nguồn 1
Công thức (1.39) : Cmax_u = r . Cmax => Cmax_u = 0.218985681644386 mg/m^3 Công thức (1.39) : Xmax_u = p . Xmax => Xmax_u = 516.883077826381 m Tính AnPha = x/Xmax_u: AnPha = 0.193775416398858
Công thức trong Bảng 1.4 : S1 = 2.48744618556477E-02 Tính Beta = Utb. (y/x)^2 => beta = 11.9523437667145 Công thức trong Bảng 1.4 : S2 = 2.44737395615921E-06
Công thức (1.38) : Cxy_u = S1. S2 . Cmax_u => Cxy_u = 1.3331215455947E-08 mg/m^3 Nồng độ ô nhiễm tại điểm (X,Y) = ( 22;9 ) do nguồn 1 và khi có hướng gió Nam với tần suất : 12.9 % :
==> Cxy(1; gió : Nam ) = ( 1 - P_lặng). P_gió . Cxy_u = 1.51507930535292E-09 mg/m^3 Nguồn 2
Công thức (1.39) : Cmax_u = r . Cmax => Cmax_u = 0.198316262118538 mg/m^3 Công thức (1.39) : Xmax_u = p . Xmax => Xmax_u = 846.517999986723 m Tính AnPha = x/Xmax_u: AnPha = 0.236167812047032
Công thức trong Bảng 1.4 : S1 = 4.33566306202494E-02 Tính Beta = Utb. (y/x)^2 => beta = 0.752990390475853 Công thức trong Bảng 1.4 : S2 = 8.03546848174902E-03
Công thức (1.38) : Cxy_u = S1. S2 . Cmax_u => Cxy_u = 6.90915689118876E-05 mg/m^3 Nồng độ ô nhiễm tại điểm (X,Y) = ( 22;9 ) do nguồn 2 và khi có hướng gió Nam với tần suất : 12.9 % :
==> Cxy(2; gió : Nam ) = ( 1 - P_lặng). P_gió . Cxy_u = 7.85218771526711E-06 mg/m^3
Biờn soạn : Vũ Khắc Bảy . 12 - 2011
30
Vận tốc gió Utb = 2.1 với tần suất P = 4% Lamda = Utb/Utb_M = 0.813567038509453 Công thức Bảng 1.5 : r = 0.928867855989805 Công thức Bảng 1.5 p = 1.00189863318187 Nguồn 1
Công thức (1.39) : Cmax_u = r . Cmax => Cmax_u = 0.206479844006505 mg/m^3 Công thức (1.39) : Xmax_u = p . Xmax => Xmax_u = 492.305727578861 m Tính AnPha = x/Xmax_u: AnPha = 0.430952069128611
Công thức trong Bảng 1.4 : S1 = 0.216669726465307 Tính Beta = Utb. (y/x)^2 => beta = 0.23271446111292 Công thức trong Bảng 1.4 : S2 = 0.133915892097941
Công thức (1.38) : Cxy_u = S1. S2 . Cmax_u => Cxy_u = 5.99111998353356E-03 mg/m^3 Nồng độ ô nhiễm tại điểm (X,Y) = ( 22;9 ) do nguồn 1 và khi có hướng gió Tây Nam với tần suất : 4 %
==> Cxy(1; gió : Tây Nam ) = ( 1 - P_lặng). P_gió . Cxy_u = 2.11127068219723E-04 mg/m^3 Nguồn 2
Công thức (1.39) : Cmax_u = r . Cmax => Cmax_u = 0.186990814005298 mg/m^3 Công thức (1.39) : Xmax_u = p . Xmax => Xmax_u = 806.266789860064 m Tính AnPha = x/Xmax_u: AnPha = 8.75965749706882E-02
Công thức trong Bảng 1.4 : S1 = 2.51193797139799E-03 Tính Beta = Utb. (y/x)^2 => beta = 18.9502619601286 Công thức trong Bảng 1.4 : S2 = 6.1640097612617E-07
Công thức (1.38) : Cxy_u = S1. S2 . Cmax_u => Cxy_u = 2.89529287043523E-10 mg/m^3 Nồng độ ô nhiễm tại điểm (X,Y) = ( 22;9 ) do nguồn 2 và khi có hướng gió Tây Nam với tần suất : 4 %
==> Cxy(2; gió : Tây Nam ) = ( 1 - P_lặng). P_gió . Cxy_u = 1.02030120754138E-11 mg/m^3
Tính theo hướng gió : Tây
Vận tốc gió Utb = 2.7 với tần suất P = 4.1% Lamda = Utb/Utb_M = 1.04601476379787 Công thức Bảng 1.5 : r = 0.99865234214929 Công thức Bảng 1.5 p = 1.01472472441532 Nguồn 1
Công thức (1.39) : Cmax_u = r . Cmax => Cmax_u = 0.221992373289726 mg/m^3 Công thức (1.39) : Xmax_u = p . Xmax => Xmax_u = 498.608119824495 m Tính AnPha = x/Xmax_u: AnPha = 0.401116612522071
Công thức trong Bảng 1.4 : S1 = 0.180488730408154 Tính Beta = Utb. (y/x)^2 => beta = 0.675
Công thức trong Bảng 1.4 : S2 = 1.08259872356468E-02
Công thức (1.38) : Cxy_u = S1. S2 . Cmax_u => Cxy_u = 4.33766147176948E-04 mg/m^3 Nồng độ ô nhiễm tại điểm (X,Y) = ( 22;9 ) do nguồn 1 và khi có hướng gió Tây với tần suất 4.1 % ==> Cxy(1; gió : Tây ) = ( 1 - P_lặng). P_gió . Cxy_u = 1.56680670021785E-05 mg/m^3 Nguồn 2
Công thức (1.39) : Cmax_u = r . Cmax => Cmax_u = 0.201039160912511 mg/m^3 Công thức (1.39) : Xmax_u = p . Xmax => Xmax_u = 816.588444229831 m Tính AnPha = x/Xmax_u: AnPha = 0
Do AnPha = 0 nên S1 = 0 Không cần tính beta Không cần tính S2
Công thức (1.38) : Cxy_u = S1. S2 . Cmax_u => Cxy_u = 0
Nồng độ ô nhiễm tại điểm (X,Y) = ( 22;9 ) do nguồn 2 và khi có hướng gió Tây với tần suất 4.1 % ==> Cxy(2; gió : Tây ) = ( 1 - P_lặng). P_gió . Cxy_u = 0 mg/m^3
Biờn soạn : Vũ Khắc Bảy . 12 - 2011
31
Vận tốc gió Utb = 3 với tần suất P = 6.7% Lamda = Utb/Utb_M = 1.16223862644208 Công thức Bảng 1.5 : r = 0.985126473628481 Công thức Bảng 1.5 p = 1.05191636046146 Nguồn 1
Công thức (1.39) : Cmax_u = r . Cmax => Cmax_u = 0.218985681644386 mg/m^3 Công thức (1.39) : Xmax_u = p . Xmax => Xmax_u = 516.883077826381 m Tính AnPha = x/Xmax_u: AnPha = 0.1369654739339
Công thức trong Bảng 1.4 : S1 = 9.2218765815359E-03 Tính Beta = Utb. (y/x)^2 => beta = 26.9284635377689 Công thức trong Bảng 1.4 : S2 = 2.15228565246667E-07
Công thức (1.38) : Cxy_u = S1. S2 . Cmax_u => Cxy_u = 4.34645247916626E-10 mg/m^3 Nồng độ ô nhiễm tại điểm (X,Y) = ( 22;9 ) do nguồn 1 và khi có hướng gió Tây Bắc với tần suất : 6.7 %
==> Cxy(1; gió : Tây Bắc ) = ( 1 - P_lặng). P_gió . Cxy_u = 2.56558050487747E-11 mg/m^3 Nguồn 2
Công thức (1.39) : Cmax_u = r . Cmax => Cmax_u = 0.198316262118538 mg/m^3 Công thức (1.39) : Xmax_u = p . Xmax => Xmax_u = 846.517999986723 m Tính AnPha = x/Xmax_u: AnPha = 0
Do AnPha = 0 nên S1 = 0 Không cần tính beta Không cần tính S2
Công thức (1.38) : Cxy_u = S1. S2 . Cmax_u => Cxy_u = 0
Nồng độ ô nhiễm tại điểm (X,Y) = ( 22;9 ) do nguồn 2 và khi có hướng gió Tây Bắc với tần suất : 6.7 % :
==> Cxy(2; gió : Tây Bắc ) = ( 1 - P_lặng). P_gió . Cxy_u = 0 mg/m^3
==> Nồng độ trung bình do 2 nguồn thải gây ra tại điểm (X,Y) = ( 22;9 )
khi không có gió là :0.159401 mg/m^3 , khi có gió là : 0.000443 mg/m^3 ==> Nồng độ trung bình tổng cộng : 0.159844 mg/m^3
Biờn soạn : Vũ Khắc Bảy . 12 - 2011 32 bản đồ phân vùng ô nhiễm Chỉ thị nồng độ ô nhiễm ( mg/ m^3) = 5 . 4 5 5 6 0 > 0 . 1 8 6 0 9 > 0 . 0 8 0 4 0 > 0.02377 > 0 . 2 9 1 7 8 > 0 . 1 5 5 8 9 > 0 . 0 6 5 3 0 > 0.02252 > 0 . 2 6 1 5 8 > 0 . 1 4 0 7 9 > 0 . 0 5 0 2 0 > 0.02126 > 0 . 2 4 6 4 8 > 0 . 1 2 5 6 9 > 0 . 0 3 5 1 0 > 0.00531 > 0 . 2 3 1 3 8 > 0 . 1 1 0 5 9 > 0 . 0 3 1 3 2 > 0 . 2 1 6 2 9 > 0 . 0 9 5 4 9 > 0 . 0 2 7 5 5 Phương Ngang – Y (100 m / ô)
Biờn soạn : Vũ Khắc Bảy . 12 - 2011
33