Trình tự tiến hành xây dựng mơ hình chất lượng nước cho dịng chảy sơng Hương theo chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học được tiến hành theo các bước sau :
Mơ hình thủy lực
-Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến chế độ thủy lực của dịng chảy.
-Phân đoạn dịng chảy, xác định các điểm cần tính tốn trên lưới tính sai phân. -Giải hệ phương trình, tính tốn các thơng số :
Lưu lượng dịng chảy trung bình tại các đoạn sơng cần tính tốn.
Vận tốc dịng chảy trung bình trên các đoạn sơng. Các đoạn sơng chịu ảnh hưởng của triều vận tốc được lấy theo giá trị trung bình cho một chu kỳ triều.
Diện tích mặt cắt ướt được xác định bằng các số liệu thực đo làm cơ sở cho các số liệu hiệu chỉnh mơ hình thuỷ lực.
Mơ hình lan truyền chất dễ phân hủy sinh học
-Xác định các đặc trưng cơ bản của quá trình lan truyền chất trên các đoạn sơng cần tính tốn. Các yếu tố đặc trưng cơ bản bao gồm :
Hệ số phân tán trên các vùng sơng cĩ chế độ thuỷ lực đặc trưng : dịng chảy
ổn định tương đối, dịng chảy thay đổi chậm dần và dịng chảy chịu ảnh hưởng của
triều.
Hằng số tốc độ phân huỷ, chuyển hố các chất hữu cơ trong dịng chảy. -Xác định vị trí các nguồn thải, nồng độ các chất hữu cơ bổ sung trên các đoạn
sơng.
- Giải phương trình vi phân bằng phương pháp sai phân.
Sơ đồ tính tốn tổng quát bài tốn lan truyền các chất ơ nhiễm trong dịng chảy được trình bày trên sơ đồ hình 2.8
Bài tập
Ví dụ đơn giản về đoạn sơng cĩ 4 đoạn. Yêu cầu tính tốn trong trạng thái ổn định,
động lực. Mơ hình thủy lực Các số liệu thống kê Nhập số liệu Q,u,A Các số liệu tải trọng, hệ số phân tán Giải phương trình tải-phân tán Tính tốn nguồn thải, nồng độ, tốc độ phân hủy Kết quả Sơ đồ sai phân
CHƯƠNG 5. CÁC PHẦN MỀM TÍNH TỐN, MƠ PHỎNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC PHỔ BIẾN
Với các mục đích nghiên cứu, mơ phỏng trên các đối tượng khác nhau nên các MHCLN rất phong phú và đa dạng. Theo hướng dẫn của ngân hàng thế giới (WB) trong lĩnh vực ngăn ngừa và giảm thiểu ơ nhiễm đối với các dự án phát triển và các ứng dụng trong thực tiễn trên thế giới cũng như nước ta trong vài năm gần đây, thường sử dụng các phần mền sau để tính tốn mơ phỏng chất lượng nước :
Mơ hình HSPF (Hydrological Simulation Program Fortran (USEPA) (1984)
Mơ phỏng trong khơng gian 2 chiều ở trạng thái động lực với các thơng số chất lượng nước: các chất hồ tan, SS, DO, các chất dinh dưỡng và các loại vi khuẩn chỉ thị. Dự báo xu thế thay đổi chất lượng nước trong dịng chảy sau các trận mưa và các thơng tin về việc thu nước ở các kênh.
Mơ hình SWMM (Storm Water Management Model )
Phát triển trên cơ sở mơ hình HSPF, tính tốn xu thế biến đổi chất lượng nước cho cả một lưu vực sơng...với các nguồn thải khơng điểm. Mơ hình SWMM là mơ hình 1 chiều với trạng thái động lực mơ phỏng sự chảy tràn nước mưa qua các vùng đất nơng nghiệp và các khu vực đơ thị với các thơng tin về dịng chảy của các hệ thống thu gom nước.
Mơ hình WAPS (USEPA)
Ghép nối mơ hình thuỷ lực (DYNHYD) với mơ hình lan truyền chất (WAPS), mơ phỏng sự lan truyền và chuyển hĩa các chất ơ nhiễm trong dịng chảy. Tùy theo mục đích, số liệu đầu vào và các thơng tin cơ sở về các quá trình chuyển hĩa các chất trong dịng chảy, cĩ thể sử dụng để tính tốn ở các dạng đơn giản, cải tiến hay phức tạp.
Hệ thống MIKE
Trong những năm 1990, viện thủy lực Đan mạch đã thiết lập hệ thống mơ hình chất lượng nước cho kênh, sơng. Hệ thống này cĩ thể tính tốn sự lan truyền
Tùy thuộc đối tượng nghiên cứu, yêu cầu tính tốn các thơng số chất lượng nước trong dịng chảy sơng, cửa sơng, hồ hay biển mà áp dụng các phiên bản khác nhau như MIKE 11, MIKE 21, MIKE 3, MIKE SHE, MIKE MOUSE và MIKE BASIN.
Mơ hình WQRRS (Water quality for River ) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ghép nối mơ hình Qual II với mơ hình tính tốn sự lan truyền chất ơ nhiễm trong các hồ chứa nước. Tính tốn 1, 2 chiều cho hệ thống sơng - hồ ở trạng thái động lực với số liệu đầu ra là chất lượng nước sơng làm số liệu đầu vào cho mơ hình chất lượng nước hồ.
MƠ HÌNH QUAL2E VÀ QUAL2E-UNCAS (USEPA) 4/1999
Mơ hình QUAL I được xây dựng trên cơ sở phương trình vi phân bậc nhất do Streeter-Phelps lập nên. Phương trình là hàm tải lượng các chất hữu cơ, tốc độ phân hủy và tốc độ tiêu thụ oxy. Mơ hình được sử dụng để dự báo nồng độ các chất hữu cơ BOD và DO hạ lưu nguồn thải vào dịng chảy sơng. QUAL I thường được sử dụng cho dịng chảy ổn định một chiều.
QUAL II (1970) là sự cải tiến từ QUAL I mơ phỏng sự lan truyền các chất ơ nhiễm trong dịng chảy một và hai chiều đối với dịng chảy ổn định hạ lưu nguồn thải. Sự cải tiến cĩ thể áp dụng đối với dịng chảy sơng rộng (cĩ đề cập thêm sự phân tán các chất ơ nhiễm trong dịng chảy). Đối với các trường hợp khơng ổn
định được phát triển từ các trạng thái ổn định với việc tính tốn theo thời gian
bằng cách tính lặp lại nhiều lần. Đánh giá, Xem xét độ nhạy bằng cách phân tích sai số theo mơ phỏng Monte Carlo
Các thơng số chất lượng nước mơ phỏng bao gồm : chlorophyll-a, DO, BOD, các chất dinh dưỡng, các chất bảo tồn và khơng bảo tồn, các vi khuẩn chỉ thị. Được áp dụng để xác định mức độ tác động của các chất bẩn của nguồn điểm và nguồn khơng điểm đối với chất lượng nước trong dịng chảy.
QUAL2E - Uncas (1985) nâng cao độ chính xác của mơ hình với sự bổ sung thêm việc xem xét độ nhạy của các số liệu đầu vào.
Hạn chế khơng xem xét sự lan truyền của các thơng số kim loại nặng và các chất phân tán như dầu, mỡ...Tuy nhiên đây là một trong những mơ hình được sử dụng phổ biến nhất, do nhu cầu số liệu đầu vào ít.