Quy hoạch môi trường - Bài 9: Các phương pháp quy hoạch môi trường pot

VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO CAO HỌC
CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO CAO HỌC
Quy hoạch môi trường
Quy hoạch môi trường
(Bài 9: Các phương pháp quy hoạch môi
trường)
Cán bộ giảng dạy :
PGS.TS. Phùng Chí Sỹ

Các phương pháp quy hoạch mơi trường
-
Thống kê và xử lý số liệu
-
Phương pháp lập bảng liệt kê (Checklist)
-
Phương pháp ma trận (Matrix)
-
Phương pháp mạng lưới (Network)
-
Đánh giá nhanh (Rapid Assessment)
-
Mô hình hoá (Environmental Modelling)
-
Phương pháp chuyên gia (Delphi)
-
Phương pháp phân tích lợi ích chi phí (Cost Benefit
Analysis)
-

Phương pháp chồng ghép bản đồ (Overmapping) (GIS)

Mô hình hoá môi trường
(Environmental Modelling)

Mô hình hoá môi trường
Mô hình : mô phỏng các đối tượng thực
tế trên cơ sở một số giả thiết.
Có ba loại mô hình:
- Mô hình thống kê
- Mô hình vật lý
- Mô hình toán học

Mô hình hoá môi trường (tt)
- Mô hình thống kê: Dựa vào chuỗi số liệu
quan trắc trong quá khứ để dự báo cho
tương lai
- Mô hình vật lý : mô hình mô tả đối tượng
thực tế bằng cách rút gọn kích thước theo
tỷ lệ nhất định
- Mô hình toán học: mô tả (mô phỏng) các
đối tượng thực tế dưới dạng phương tình
toán học kèm theo một số giả thiết.

Mô hình hoá môi trường (tt)
Các loại mô hình toán học:
- Mô hình dự báo dân số
- Dự báo sinh tưởng của quần thể sinh vật,
động vật
- Dự báo chất lượng không khí, chất lượng

nước
- Dự báo thủy văn
- Mô tả quá trình sảy ra trong một thùng phản
ứng hóa học, sinh học

Mô hình số mũ
Mô hình số mũ
tr
ot
eNN
.
.
=
r : tốc độ tăng dân số,
t : thời gian
Giả thiết: r không đổi theo thời gian

Mô hình số mũ
Giả thiết:
r : tốc độ tăng dân số không đổi (r =
1.5%/năm)
No = 5 triệu (2005)
t = 2020 – 2005 = 15 năm
Nt = 5 * exp (1.5 * 15)

Mô hình số mũ
ttf
ot
eNN
).(

.
=
r thay đổi theo từng
khoảng thời gian
Khi r = f(t) thì
r : 2005 ÷ 2010 – 1.5%
r : 2010 ÷ 2015 – 1.3%
r : 2015 ÷ 2020– 1.2%

Mô hình số mũ

Mô hình tăng dân số (tt)
r = f(t)
Semi-log
log-log
Xlogr
t y
10
100
1000
10
100
1000
0.1 0.2 10 100

Mô hình Logarith
K -Khả năng chịu tải, r -tốc độ sinh trưởng

Mô hình Logarith

Mô hình chất lượng không khí
•
Mô hình điểm (point source)
•
Mô hình đường (line source)
•
Mô hình vùng (area source)

MÔ HÌNH ĐIỂM
, ),(
),,,(
uQf
C
Hzyx
=
=
)
])
(
)5.0[(
exp
)]))(5.0[exp()(5.0exp(
(
2
2
22
.
),,,(
z
zy

zy
Hzyx
Hz
Hzy
u
Q
C
σ
σσ
σσπ
−
−+
−
−−
=
=

MÔ HÌNH ĐIỂM (tt)
z
σ
y
σ
Q : tải lượng ô nhiễm (g/s)
u : tốc độ gió tại đỉnh ống khói (m/s) – đo ở độ cao 10m
H : chiều cao hữu hạn cuả ống khói (m)
: độ phát tán theo chiều ngang (m)
: độ phát tán theo chiều thẳng đứng (m)

Chiều cao hữu dụng của ống khói : H = h + h
z

σ

MÔ HÌNH ĐIỂM (tt)
Giả thiết:
- Phát tán theo định luật Gauss
- u # 0
- Không có phản ứng hóa học xảy ra
- Phát tán trong không gian rộng và phẳng

MÔ HÌNH ĐIỂM (tt)
)
])
(
)5.0[(
exp
)]))(5.0[exp()(5.0exp(
(
2
2
22
.
),0,,(
z
zy
zy
Hyx
H
Hy
u
Q

C
σ
σσ
σσπ
−+−−
=
=
Nồng độ các chất ô nhiễm tại mặt đất : Khi z = 0
* Nồng độ các chất ô nhiễm tại mặt đất theo chiều gió :
z=0, y=0
])
()5.0[(exp
2
2
.
),0,0,(
zzy
Hx
H
u
Q
C
σσσπ
−
=

Δh: độ nâng bổng của ống khói (m)
Δ h: độ nâng bổng của ống khói (m) được xác định bằng công
thức Hollands
]).(.10.68.25.1.[

.
3
D
T
TT
p
u
DW
h
s
as
−
+=∆
−
D: đường kính trong của miệng ống khói (m)
u: tốc độ gió tại miệng ống khói (m/s)
p: áp suất khí quyển (mb)
T
s
: nhiệt độ khí thải (
o
K)
T
a
: nhiệt độ ống khói (
o
K)
W: tốc độ thải khí (lưu lượng/tiết diện ống
khói )m/s

Độ bền vững khí quyển
Chia làm 6 loại:
+ A,B,C: không bền vững
+ D: trung hòa
+ E,F: bền vững

Độ bền vững khí quyển (tt)
Xác định độ bền vững khí quyển
1. Gradient nhiệt độ theo chiều cao:
+ Nếu tốc độ giảm nhiệt độ theo chiều cao:
0.98 oC/100m ==> loại D
+ Nếu tốc độ giảm nhiệt độ theo chiều cao
> 0.98 oC/100m==> loại A,B,C
+ Nếu tốc độ giảm nhiệt độ theo chiều cao
< 0.98 oC/100m==> loại E,F

Độ bền vững khí quyển (tt)
2. Trời ít mây, trong xanh, gió nhẹ : loại A,B,C
3. Trời nhiều mây, gió mạnh : loại E,F
4. Ban ngày : bức xạ mặt trời, tốc độ gió
5. Ban đêm: độ che phủ mây, tốc độ gió
Biết độ bền vững khí quyển ->
zy
σσ
,

Mô hình phát tán ô nhiễm từ một vùng
•
Tính toán phát tán ô nhiễm không khí từ một vùng
được thực hiện dựa trên mô hình phát tán ô nhiễm

ISC3 của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (U.S EPA -
U.S Environmental Protection Agency, 1985).
•
Mô hình ISCLT (Industrial Sources Complex - Long
Term) và Exinter (phiên bản phát hành trong năm 1995
- 1996) do Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA) kết
hợp với EcoChem Technology xây dựng và đã được
cho phép sử dụng với mục đích đánh giá phạm vi, mức
độ ảnh hưởng của các nguồn thải công nghiệp, giao
thông, sinh hoạt trong diện rộng trên toàn nước Mỹ.

Mô hình phát tán ô nhiễm từ một vùng (tt)
(1). Nguyên lý mô hình
Mô hình phát tán được xây dựng dựa trên quan điểm
của Gauss với việc kết hợp với các điều kiện như thời
gian bán phân hủy của từng loại hóa chất riêng trong tự
nhiên (được tham khảo tại cơ sở dữ liệu AP42 có trong
đĩa CD đi kèm - EPA), số liệu địa hình, khí tượng đặc
trưng cho từng vùng Cơ sở toán học của việc mô tả
lan truyền chất bẩn trong khí quyển là nghiệm riêng của
phương trình vi phân đối với nguồn tức thời :

Mô hình phát tán ô nhiễm từ một vùng (tt)
2
2
2
2
2
2
z

c
K
y
c
K
x
c
K
t
c
zyx
δ
δ
δ
δ
δ
δ
δ
δ
++=
C (t,x,y,z) là nồng độ chất ô nhiễm;
Kx, Ky, Kz là các hệ số rối theo ba phương x, y, z với
Ky=0,5 (y)
2
u/x; Kz=0,5 (z)
2
u/x
y, z là hệ số phát tán ngang và đứng, phụ thuộc
vào cấp độ ổn định khí quyển và khoảng cách theo
chiều gió.