cao ngu n B t n đ nh n = 0,2 Cợn b ng ịhi m đ nh n = 0,25 Ngh Ếh nhi t Trung bình n= 0,33 M nh n= 0,5 h Cz Cy Cz Cy Cz Cy Cz Cy 0 0,36 0,64 0,12 0,21 0,048 0,084 0,030 0,053 10 0,36 0,64 0,12 0,21 0,048 0,084 0,030 0,053 25 0,36 0,36 0,12 0,12 0,048 0,048 0,030 0,030 50 0,30 0,30 0,10 0,10 0,040 0,040 0,025 0,025 75 0,27 0,27 0,09 0,09 0,036 0,036 0,022 0,022 100 0,21 0,21 0,07 0,07 0,028 0,028 0,018 0,018
Ngu n: ắPh m Ng c H , C s môi tr ng không khí vƠ n c, 2011”
B ng 2.2. M c phân t ng k t nhi t theo Pasquil
Phơn t ng k t nhi t c a khí quy n theo Pasquil
T Ế đ gió đ cao 10 mét (m/s) Ngày êm B Ế x m nh B Ế x trung bình B Ế x y u Mây dày Ít đ n quang mây < 2 A A-B B E F 2-3 A-B B C E F 3-5 B B-C C D E 5-6 C C-D D D D > 6 C D D D D
Ngu n: ắPh m Ng c ng, Môi tr ng không khí, 2007” 10
5
66
Trong ph ng pháp nƠy, n ng đ ch t ô nhi m có th đ c tính t mô hình, ch ng h n nh mô hìnhSutton hay Berliand theo t ng k quan tr c khí t ng (4 k , 8 k , 24 k m t ngƠy) trong kho ng th i gian đ dƠi, th ng t 1 đ n 5 n m. m i kì quan tr c, ng v i các giá tr nh t c đ gió, nhi t đ , l ng mơy đo đ c ta s c l ng đ c các thông s Cy, Cz, n trong mô hình Sutton hay k0, k1, n c a mô hình Berliand d a vƠo b ng phơn lo i c p n đ nh c a khí quy n. T đó, có th tính đ c giá tr n ng đ ch t ô nhi m t i m t đ t C(x,y,0) theo t ng k quan tr c. Giá tr n ng đ trung bình ngƠy b ng trung bình c ng c a giá tr n ng đ tính theo các kì quan tr c trong ngƠy. So sánh giá tr nƠy v i giá tr cho phép ta s tính đ c t n su t s ngƠy có n ng đ v t tiêu chu n, qui chu n trong m t chu kì th i gian nƠo đó (có th lƠ n m ho c mùa) t i m t đi m xác đ nh. Rõ rƠng lƠ t n su t đơu l n thì đó ph i ch u m c đ ô nhi m nhi u h n. K t qu tính toán đ c th hi n d i d ng s đ ho c b n đ s cho ta m t b c tranh t ng quát v s phơn b ô nhi m đ i v i khu v c nghiên c u.
2.2.2. Ph ng pháp tính TSVC đ tính toán m c đ ô nhi m TSP do nhi u ngu n th i đi m công nghi p và c s s ệi u
Trong lu n án nƠy, mô hình Sutton đư đ c l a ch n đ tính toán m c đ ô nhi m TSP c a các ngu n th i công nghi p gơy ra cho khu v c n i thƠnh HƠ N i theo ph ng pháp tính TSVC nh đư trình bƠy.
a) ẫh ng ịháị tính toán
Ph ng pháp tính TSVC đ c s d ng đ tính toán m c đ ô nhi m cho khu v c Hà N i s tính đ n tác đ ng t ng h p c a nhi u ngu n công nghi p trên đa bàn thành ph vƠ xung quanh. Ph ng pháp nƠy c ng tính đ n s bi n đ i liên t c c a các y u t khí t ng trong t ng k quan tr c (obs) m i ngày thông qua chu i s li u liên t c trong 3 n m t 2007 - 2010.
Vùng nghiên c u đ c gi i h n b ng m t l i ô vuông v i di n tích là 20 km x 20 km sao cho có th bao quát h t đ c các ngu n th i khí c a khu v c nghiên và xung quanh có nh h ng đ n khu v c n i thành Hà N i c có đ a gi i hành chính tr c 1/8/2008 (Hình 2.3). Kích th c m i ô vuông là 250 m x 250 m (xem Hình 2.1).
67
250m
0,0
Hình 2.1. S đ chia l i ô vuông trên b n đ thành ph Hà N i cho vùng nghiên c u
t g c t a đ (0, 0) c a l i ô vuông vƠo đnh phía Tây Nam c a thành ph , t i n i có t a đ đa lý: 20073’ v b c và 105046’ kinh đông; m t c nh c a hình vuông song song v i tr c phía Tây, c nh kia song song v i tr c phía B c. V i cách xác đ nh này, h u h t các nhà máy xí nghi p c a n i thành Hà N i và vùng lân c n đ u n m trong l i ô vuông này (Hình 2.3)
Xác đnh t a đ c a v trí các ngu n th i (a, b). V trí c a ngu n th i n m trong ô vuông nào s đ c coi là n m chính gi a ô vuông đó. N ng đ ch t ô nhi m không khí t i t ng ô vuông tính đ c chính là n ng đ t ng h p t t t c các ngu n ô nhi m có th nh h ng t i.
G i N là t ng s ngu n th i đi m công nghi p ( ng khói) trong khu v c nghiên c u. N ng đ ch t ô nhi m không khí c a m i ô vuông đ c xác đnh theo công th c (2.7).
C [i, j] = Cb + Ck (2.7) Trong đó:
68 Cb: N ng đ n n c a toàn thành ph .
Ck: N ng đ ch t gây ô nhi m do ngu n th k nh h ng t i ô vuông [i, j], có th tính đ c t mô hình. Trong lu n án, mô hình Sutton đ c s d ng đ tính Ck.
N u g i Ckj là n ng đ trung bình tính đ c ng v i s li u 1 k quan tr c khí t ng trong ngày thì v i m i ngày, n ng đ trung bình ngày c a ch t ô nhi m s đ c tính theo công th c (2.8). Ck = n j j k C n 1 1 (2.8)
đơy, n lƠ s k quan tr c khí t ng trong ngày.
T (2.8) và (2.7), có th tính đ c n ng đ trung bình ngày trong t ng ô vuông do t ng h p các ngu n th i đi m gây ra.
G i:
- D1 là s ngày có n ng đ trung bình ngày ch t ô nhi m không khí v t QCCP. - D2 là s ngày có n ng đ trung bình ngày ch t ô nhi m không khí d i QCCP. - Cc: là giá tr qui chu n cho phép.
- P (C > Cc): là t n su t nh ng ngày có n ng đ ch t ô nhi m v t giá tr cho phép. Khi đó, t n su t v t chu n s đ c tính theo công th c (2.9)
P (C> Cc) = 2 1 1 . 100 D D D (%) (2.9)
Giá tr P (C > Cc) s đ c xác đnh cho m i ô vuông trong l i.
Ch ng trình tính TSVC đư đ c l p trình phát tri n thành m t ph n m m tính toán trên ngôn ng Delphi có s đóng góp c a tác gi lu n án. K t qu tính toán có th đ c bi u di n d i d ng s đ phân b t n su t ho c b ng (xem Ph l c 1ậ Hình 1.2 và Hình 1.3).
69
Hình 2.2. B n đ hƠnh chính thƠnh ph HƠ N i c (đ a gi i hƠnh chính tr c 1/8/2008)
70
Hình 2.3. Khoanh vùng chia l i ô vuông cho khu v c nghiên c u
71 b) C s s li u đ tính toán
Tiêu chu n đ đánh giá m c đ ô nhi m:
Giá tr cho phép đ i v i TSP theo ngày (trung bình 24 gi ) đ c qui đnh b i QCVN là 0,2 mg/m3
..
S li u ngu n th i: V i m i ngu n th i, các thông s đ c xác đnh bao g m: - V trí ngu n th i; - L ng th i Q hay M (mg/s); - cao ng khói h (m); - ng kính mi ng ng khói d (m); - T c đ ph t mi ng ng khói Vs (m/s) - Nhi t đ khí th i mi ng ng khói (Tr)
- T a đ v trí nhà máy theo t a đ đ các trong l i ô vuông (a, b) S li u khí t ng
S li u khí t ng đ c cung c p t tr m Láng Hà N i trong 3 n m t 2007 - 2010. V i m i k quan tr c, s li u đ u vào cho mô hình bao g m:
- H ng gió: H ng gió đ c chia thƠnh 16 h ng (theo s li u th c t do tr m khí t ng cung c p) bao g m 8 h ng gió chính vƠ 8 h ng gió ph , m i h ng gió cách nhau 22,50; c th là:
+ ả ng gió chính: B c (N), Nam (S), ông (E), Tơy (W), ông b c (NE), ông nam (SE), Tây b c (NW), Tây nam (SW).
+ ả ng gió ph : B c ông b c (NNE), ông ông b c (ENE), ông ông nam (ESE), Nam ông nam (SSE), Nam Tơy nam (SSW), Tơy Tơy nam (WSW), Tây Tây b c (WNW), B c Tây b c (NNW).
Trong mô hình tính, h ng gió đ c mã hóa t 1-16 t ng ng v i 16 h ng gió nêu trên.
- T c đ gió u (m/s): t c đ gió đo t i tr m khí t ng t i c t đo gió 14 m - Nhi t đ không khí (0C)
72
Hình 2.4. Hoa gió khu v c Hà N i
Ngu n: ắD án AIRPET”
- Chu k tính toán: C n m vƠ theo mùa (mùa nóng, mùa l nh)
Theo đ c đi m khí t ng c a Hà N i có th coi mùa nóng bao g m các tháng 5, 6, 7, 8, 9; mùa l nh bao g m các tháng 11, 12 n m tr c vƠ 1, 2, 3 n m sau, các tháng 4 và 10 là các tháng chuy n ti p. Trong tính toán này, coi mùa nóng bao g m c tháng chuy n ti p là tháng 4 và mùa l nh bao g m c tháng 10. Trong th c t , các tháng đ u n m vƠ cu i n m lƠ nh ng tháng mùa khô, các tháng gi a n m lƠ nh ng tháng mùa m a Hà N i. ơy c ng lƠ th i k trùng v i gió mùa mùa H và gió mùa mùa ông Hà N i.
2.3. Ph ng pháp tính toán vƠ xơy d ng b n đ chuyên đ b ng công c H th ng thông tin đ a lỦ (GIS)
Hi n nay, vi c xây d ng b n đ r t khó tách r i H thông tin đa lý (GIS). So v i các b n đ truy n th ng (b n đ th hi n trên gi y ho c trên sa bàn) thì các b n đ s d ng công ngh GIS có nh ng u đi m n i tr i. Do v y, GIS đang đ c xem
73
nh là m t trong nh ng công c m nh trong đánh giá ch t l ng và qu n lý môi tr ng [30, 47, 73, 91]. Lu n án đư s d ng công c này trong nh ng n i dung sau:
- Xơy d ng c s d li u đ u vƠo cho mô hình tính toán lan truy n ô nhi m TSP. - Xơy d ng b n đ phơn b m c đ ô nhi m TSP.
- Xơy d ng các b n đ chuyên đ vƠ b n đ đánh giá t ng h p CLKK (đ i v i TSP).
2.3.1. S d ng công c GIS trong xây d ng c s d li u đ u vào cho mô hình lan truy n ô nhi m TSP t các ngu n th i đi m công nghi p
i v i bài toán ô nhi m môi tr ng không khí, GIS có th giúp xác đnh t a đ đa lý các ngu n th i m t cách chính xác trên b n đ s , lƠm c s xác đnh v trí các ngu n th i trong khu v c nghiên c u. ơy lƠ m t y u t quan tr ng và không th thi u đ c trong file s li u đ u vào c a các mô hình tính toán, đánh giá ô nhi m nói chung.
xây d ng c s d li u v ngu n th i lƠm đ u vào cho quá trình tính toán đ i v i khu v c nghiên c u là thành ph Hà N i, lu n án đư s d ng ph n m m Mapinfo 10.5 đ khoanh vùng gi i h n khu v c nghiên c u b ng m t l i các ô vuông. B ng cách này, toàn b khu v c đánh giá (khu v c nghiên c u) đ c bao trùm b i m t l i g m 6400 ô vuông, t ng đ ng v i kích th c c a khu v c nghiên c u là 20 km x 20 km, m i ô vuông có kích th c là 250 m x 250 m.
T s li u kh o sát th c đa, k t h p v i vi c s d ng công c GPS (H th ng đnh v toàn c u) đ xác đnh t a đ đa lý c a các ngu n th i có nh h ng đ n khu v c nghiên c u. V trí đ a lý c a các ngu n th i trong l i ô vuông đ c chuy n đ i thành t a đ đ các (a, b) - đơy lƠ m t thông s đ u vào quan tr ng c a ch ng trình tính toán lan truy n ô nhi m. Trong quá trình tính toán, v trí c a ngu n th i ô nào thì có th coi nh ngu n th i n m chính t i tâm c a ô vuông đó.
74
2.3.2. S d ng công c ẢIS trong xợy d ng b n đ phợn b m c đ ô nhi m TSP t các ngu n th i đi m công nghi p
K t qu tính toán t mô hình có th đ c bi u di n d i d ng các s đ phân b m c đ ô nhi m không khí. N u k t h p công c GIS v i b n đ phân b ô nhi m hay phân b t n su t (k t qu đ u ra c a mô hình tính toán) có th đ a ra đ c m t b n đ ô nhi m và kh n ng tác đ ng đ n t ng đ i t ng b nh h ng. N ng đ ch t ô nhi m hay t n su t nh ng ngày xu t hi n n ng đ ch t ô nhi m v t tiêu chu n cho phép (tùy theo đ c yêu c u) đ c tính cho t ng ô và tô màu theo t ng c p. Ch ng x p b n đ này lên các l p thông tin c a b n đ đa hình khu v c nghiên c u đư đ c s hóa s xác đ nh đ c chính xác đ i t ng, vùng ch u tác đ ng c a ch t ô nhi m và m c đ ô nhi m.
2.3.3. S d ng ẢIS trong xợy d ng các b n đ chuyên đ và đánh giá t ng h p ch t ệ ng Ệhông Ệhí
S d ng ph ng pháp đánh giá CLKK theo ph ng pháp truy n th ng (hay đánh giá theo các ch tiêu riêng l ) s g p nhi u khó kh n trong vi c phơn tích, đánh giá và nh n xét chung trong tr ng h p có nhi u ch t ô nhi m bi n đ i trên mi n không gian kh o sát. V i tính n ng u vi t c a GIS, công c này hoàn toàn có th cho phép ch ng x p nhi u b n đ t ng ng v i t ng ch t ô nhi m riêng l . Ngoài ra, có th xây d ng m t b n đ t ng h p trên c s ti n hành ch ng x p các b n đ chuyên đ c a các y u t môi tr ng khác nh đ che ph c a cây xanh, di n tích m t n c, m t đ dân s , m t đ giao thông và b n đ hành chính. T b n đ t ng h p này, có th ch ra đ c ch t l ng môi tr ng không khí t ng h p t ng khu v c c th trong ph m vi nghiên c u. Trong lu n án này, các ph n m m Mapinfo 10.5 và ArcGIS 9.2 đư đ c s d ng đ xây d ng các b n đ chuyên đ và b n đ t ng h p.
Ph n m m Mapinfo 10.5 đ c s d ng trong các n i dung sau:
1. S d ng ph n m m Mapinfo Version 10.5 đ s hóa b n đ vƠ hi u ch nh các l p thông tin, xơy d ng các b n đ chuyên đ , trình bƠy vƠ in n.
75
2. ThƠnh l p b n đ ngu n th i đi m công nghi p trên đ a bƠn n i thƠnh HƠ N i vƠ lơn c n, có nh h ng đ n vùng nghiên c u lƠ khu v c HƠ N i c . 3. Xơy d ng các b n đ chuyên đ v m c đ ô nhi m do ngu n th i đi m công
nghi p d a vƠo k t qu tính toán t mô hình Sutton theo ph ng pháp tính T n su t v t chu n.
4. Xơy d ng các b n đ chuyên đ v m t đ che ph c a cơy xanh, di n tích m t n c vƠ m t đ đ ng giao thông.
5. Xơy d ng b n đ đánh giá t ng h p ch t l ng môi tr ng không khí có tính đ n các y u t khác nhau.
Ph n m m ArcGIS 9.2 đ c s d ng đ tính toán t l di n tích che ph c a cây xanh, di n tích m t n c, m t đ đ ng giao thông vùng nghiên c u theo t ng ô l i cho tr c.
2.4. Ph ng pháp ch p b n đ môi tr ng
Ph ng pháp ch p b n đ môi tr ng d a trên vi c phân tích và ch p các s li u mang tính không gian (ch ng x p các b n đ ) đ l p ra m t b n đ m i cho th y s phân b c a m c đ phù h p v i m c tiêu nghiên c u, đơy lƠ ch t l ng môi