Baigiai chuong 6 mhh 2016

BK
TPHCM

BÀI GIẢNG MÔN HỌC
MÔ HÌNH HÓA MÔI TRƯỜNG
BÀI TẬP CHƯƠNG 6
GVHD: PGS.TS. Lê Hoàng Nghiêm

BK
TPHCM

BÀI TẬP 6.1

6.1. Sulfur dioxide phát thải với tốc độ 160g/s
vào khí quyển từ một ống khói có chiều
cao hiệu dụng là H = 60m. Tốc độ gió tại
đỉnh ống khói là 6m/s và độ bền vững khí
quyển là D. Xác định nồng độ của sulfur
dioxide tại mặt đất dọc theo đường trục
cách chân ống khói 500m.

2

TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM

1


BK
TPHCM

BÀI GIẢI BÀI TẬP 6.1

v Tính toán trong điều kiện vùng Đô thị
Áp dụng công thức (6.20) tính toán nồng độ tại mặt
đất dọc theo hướng gió (trục x):

⎛ H 2 ⎞
Q
⎟
C=
exp⎜⎜ −
2 ⎟
πuσ y σ z
2
σ
z ⎠
⎝
Với x = 500 m và độ ổn định loại D, từ hình vẽ 6.11
và 6.12 xác định được σy = 78 m và σz = 65 m.
2
⎛
(
160 ×10 6
60 ) ⎞
⎜
⎟
C (500,0,0) =
exp⎜ −
2 ⎟
π × 6 × 78 × 65

⎝ 2 × (65) ⎠

= 1093 ? µg / m3
3

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

BK
TPHCM

HÌNH VẼ 6.11:
BIỂU ĐỒ HỆ SỐ
KHUẾCH TÁN σy

4

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

2


BK
TPHCM

HÌNH VẼ 6.12:
BIỂU ĐỒ HỆ SỐ
KHUẾCH TÁN σZ

5

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

BK
TPHCM

BÀI GIẢI BÀI TẬP 6.1

v Tính toán trong điều kiện vùng nông thôn
Áp dụng công thức (6.20) tính toán nồng độ tại mặt
đất dọc theo hướng gió (trục x):

⎛ H 2 ⎞
Q
⎟
C=
exp⎜⎜ −
2 ⎟
πuσ y σ z
⎝ 2σ z ⎠
Với x = 500 m và độ ổn định loại D, từ hình vẽ 6.11
và 6.12 xác định được σy = 38 m và σz = 18,5 m.
2
⎛
⎞
(
160 ×10 6
60 )
⎟
C (500,0,0) =
exp⎜⎜

2
ì 6 ì 38 ì18,5
(
)
2
ì
18
,
5



= 62,7 ? àg / m 3
6

TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM

3


BK
TPHCM

HÌNH VẼ 6.11:
BIỂU ĐỒ HỆ SỐ
KHUẾCH TÁN σy

7

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

BK
TPHCM

HÌNH VẼ 6.12:
BIỂU ĐỒ HỆ SỐ
KHUẾCH TÁN σZ

8

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

4


BK
TPHCM

BÀI TẬP 6.2

6.2. Sử dụng số liệu cho trong bài tập 6.1, xác
định nồng độ SO2 tại vị trí cách chân ống
khói 500m và cách đường trục 50m theo
phương trục y, C(500,50,0).

9

BK
TPHCM

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

BÀI GIẢI BÀI TẬP 6.2

a. Tính toán trong điều kiện đô thị, Áp dụng công
thức (6.19):

⎛ y 2
Q
C=
exp⎜ −
⎜ 2σ 2
πuσ y σ z
y
⎝

2
⎞
⎛
⎞
⎟ exp⎜ − H ⎟
⎜ 2σ 2 ⎟
⎟
z ⎠
⎝
⎠

2
⎛
(

50 ) ⎞
⎜
⎟ = ?(?) = 890àg / m3
C (500,50,0) = 1093 ì exp
2
2 × (78) ⎠

Nhận xét: theo phương y ở khoảng cách (50 m)
bằng 10% khoảng cách dưới hướng gió (500 m)
nồng độ chất ô nhiễm SO2 giảm 18,6?%.
10

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

5


BK
TPHCM

BÀI GIẢI BÀI TẬP 6.2

b. Tính toán trong điều kiện nông thôn, Áp dụng
công thức (6.19):

⎛ y 2
Q
C=
exp⎜ −
⎜ 2σ 2

πuσ y σ z
y
⎝

2
⎞
⎛
⎞
⎟ exp⎜ − H ⎟
⎜ 2σ 2 ⎟
⎟
z ⎠
⎝
⎠

2
⎛
(
50 ) ⎞
⎜
⎟ = ?× (?) = 127 − 129àg / m3
C(500,50,0) = 62,7 ì exp
2
2 × (38) ⎠

Nhận xét: theo phương y ở khoảng cách (50 m)
bằng 10% khoảng cách dưới hướng gió (500 m)
nồng độ chất ô nhiễm SO2 giảm ?%.
11

BK
TPHCM

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

BÀI TẬP 6.3

6.3. Sử dụng số liệu cho trong bài tập 6.1.
Xác định vị trí dưới hướng gió trên đường
trục tại mặt đất xảy ra nồng độ cực đại và
xác định giá trị cực đại này.
Sulfur dioxide phát thải với tốc độ 160g/s vào khí
quyển từ một ống khói có chiều cao hiệu dụng là
H = 60m. Tốc độ gió tại đỉnh ống khói là 6m/s và
độ bền vững khí quyển là D.

12

TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM

6


BÀI GIẢI BÀI TẬP 6.3

BK
TPHCM

Cách 1: Giá trị của nồng độ Cmax và Xmax cũng có
thể được xác định bằng cách sử dụng hình vẽ

6.13. Đối với độ ổn định loại D và H = 60 m, tìm
được trên hình vẽ (6.13):
xmax = 1,5 km và (Cu/Q)max =2,7x10-5 m-2
Do đó:
Cmax = (2,7x10-5 m-2)[160x106 µg/s]/(6m/s)
= 720 µg/m3

13

BK
TPHCM

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

HÌNH VẼ 6.13: NỒNG
ĐỘ CỰC ĐẠI TẠI
MẶT ĐẤT
s, H [(Cu/Q)max
[ Cmax

14

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

7


BÀI GIẢI BÀI TẬP 6.3

BK

TPHCM

Cách 2: Sử dụng công thức:

σz =

H
= 0,707H = 0,707(60) = 42,4m
2

Từ hình vẽ xác định được giá trị x tương ứng với σz =
42,4 m và độ ổn định loại D là 1,55 km, đây là
điểm dự kiến có nồng độ cực đại. Giá trị nồng độ
C tại vị trí này tính bằng công thức (6.26):

Cmax
15

( )

0,1171Q 0,1171(160) 10 6
=
=
= 700µg / m3
uσ yσ z
6(105)(42,4)
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

BK
TPHCM

HÌNH VẼ 6.12:
BIỂU ĐỒ HỆ SỐ
KHUẾCH TÁN σZ

16

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

8


BK
TPHCM

HÌNH VẼ 6.11:
BIỂU ĐỒ HỆ SỐ
KHUẾCH TÁN σy

17

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

BÀI GIẢI BÀI TẬP 6.3

BK
TPHCM

Cách 3: Sử dụng công thức:
⎛ Cu ⎞

2
3
= exp a + b(ln H ) + c(ln H ) + d (ln H )
⎜
⎟
⎝ Q ⎠max
2
3
= exp − 2,5302 − 1,5610(ln 60) − 0,0934(ln 60) + 0,0(ln 60)

[

[

]

]

= exp(−10,487) = 2,8 × 10−5 m −2
⇒ Cmax = 740 µg / m3

18

TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM

9


BK
TPHCM

BÀI TẬP 6.4

6.4. Tốc độ phát thải nhiệt của khí thải từ ống khói
là 4800 KJ/s. Tốc độ gió và vận tốc khí thải lần
lượt là 5 và 15m/s. Đường kính trong của ống khói
tại miệng thải là 2 m. Xác định độ nâng cao của
luồng khói bằng công thức Moses và Carson,
công thức Holland, và công thức Concawe.

19

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

BK
TPHCM

BÀI GIẢI BÀI TẬP 6.4

1. Công thức của Carson và Moses (1969):

⎛ (Qh )1/ 2 ⎞
Vs d s
⎟ (6.29d )
Δh = −0,029
+ 2,62⎜⎜
⎟
us
u
s

⎝
⎠

Vs = tốc độ khí thải thoát ra khỏi miệng ống khói, m/s
us = tốc độ gió tại miệng ống khói, m/s
ds = đường kính miệng ống khói, m
Qh = tốc độ phát thải nhiệt, KJ/s.

⎛ (4800)1/ 2 ⎞
15 × 2
⎟ = −0,1 + 36,3 = 36,2m
Δh = −0,029
+ 2,62⎜⎜
⎟
5
5
⎝
⎠
20

TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM

10


BÀI GIẢI BÀI TẬP 6.4

BK
TPHCM

2. Công thức Holland cho mô hình Gaussian (1970):

Δh =
Hay

⎛ Ts − Ta ⎞⎤
Vs d s ⎡
−3
⎟⎟⎥ (6.30)
⎢1,5 + 2,68 ×10 Pd s ⎜⎜
us ⎣
T
s
⎝
⎠⎦

Δh =

Δh =

Vs ds
us

⎡
Qh ⎤
1
,
5
+
0

,
0096
⎢
⎥
Vs d ⎦
⎣

15 × 2 ⎡
4800 ⎤
1,5 + 0,0096
= 6(1,5 + 1,54) = 18,2m
⎢
5 ⎣
15 × 2 ⎥⎦

21

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

BK
TPHCM

BÀI GIẢI BÀI TẬP 6.4

3. Công thức của Concawe:

⎛ Qh0, 444 ⎞
Δh = 4,71⎜⎜ 0,694 ⎟⎟ (6.32)
⎝ us
⎠

⎛ (4800)0,444 ⎞
⎛ 43,1 ⎞
⎟
Δh = 4,71⎜⎜
=
4
,
71
⎜
⎟ = 66,3m
0 ,694
⎟
(
5
)
3
,
09
⎝
⎠
⎝
⎠

Kết quả tính toán từ 3 công thức sai lệch nhau đáng kể. Tuy
nhiêm trong thực tế sự sai lệch như trường hợp này rất
hiếm. Để an toan trong tính toán ta chọn Δh = 18,2 m để
tính toán.
22

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

11


BK
TPHCM

BÀI TẬP 6.5

6.5. Sulfur dioxide phát thải từ một ống khói có
chiều cao hiệu dụng là H = 220m trong vùng nông
thôn với tốc độ thải 0,90kg/s. Tốc độ gió tại đỉnh
ống khói là 4,8m/s và độ bền vững khí quyển loại
B. Xác định nồng độ dưới hướng gió trên đường
trục tại mặt đất ở các khoảng cách: a) 0,5; b) 0,8;
c) 1,0; d) 1,2; e) 1,6; f) 2,0; g) 3,0; g) 4,0km. Vẽ
đường biểu diễn của C theo khoảng cách.

23

BK
TPHCM

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

BÀI GIẢI BÀI TẬP 6.5

Áp dụng công thức (6.3) tính toán nồng độ tại mặt đất dọc theo hướng gió (trục
x):
2

C=

⎛ H ⎞
Q
⎟
exp⎜⎜ −
2 ⎟
πuσ y σ z
2
σ
z ⎠
⎝

Trong đó:
H = 220 m trong vùng nông thôn
Tốc độ thải Q = 0,90 kg/s.
Tốc độ gió tại đỉnh ống khói là Vs = 4,8 m/s

a) Với x = 500 m và độ ổn định loại D [ σy = 78 m vaø σz = 50 m [ C = ? μg/m3
b) Với x = 800 m và độ ổn định loại D [ σy = ? m và σz = ? m [ C = ? μg/m3
c) Với x = 1000 m và độ ổn định loại D [ σy = ? m vaø σz = ? m [ C = ? μg/m3
d) Với x = 1200 m và độ ổn định loại D [ σy = ? m vaø σz = ? m [ C = ? μg/m3
e) Với x = 1600 m và độ ổn định loại D [ σy = ? m vaø σz = ? m [ C = ? μg/m3
f) Với x = 2000 m và độ ổn định loại D [ σy = ? m vaø σz = ? m [ C = ? μg/m3
g) Với x = 3000 m và độ ổn định loại D [ σy = ? m và σz = ? m [ C = ? μg/m3
24

TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM

12


BK
TPHCM

BÀI GIẢI BÀI TẬP 6.5

Áp dụng công thức (6.3) tính toán nồng độ tại mặt
đất dọc theo hướng gió (trục x):

⎛ H 2 ⎞
Q
⎟
C=
exp⎜⎜ −
2 ⎟
πuσ y σ z
2
σ
z ⎠
⎝
Với x = 500 m và độ ổn định loại D, từ hình vẽ xác
định được σy = 78 m và σz = 50 m.

⎛ (220)2 ⎞
??×10 6
⎟
C (500,0,0) =
exp⎜⎜ −

2 ⎟
π × 4,8 × 78 × 50
⎝ 2 × (50 ) ⎠
= ? µg / m 3
25

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

BK
TPHCM

HÌNH VẼ 6.11:
BIỂU ĐỒ HỆ SỐ
KHUẾCH TÁN σy

26

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

13


BK
TPHCM

HÌNH VẼ 6.12:
BIỂU ĐỒ HỆ SỐ
KHUẾCH TÁN σZ

27

BK
TPHCM

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

BÀI TẬP 6.6

6.6. Hydrô sulfide (H2S) thải ra từ ống khói có chiều
cao hiệu dụng 50m trong khu vực nông thôn. Tốc
độ gió tại độ cao 10 m là 2,5m/s trong suốt thời
gian khảo sát ban đêm, độ mây bao phủ >50%.
Biết tốc độ phát thải là 0,06g/s, xác định: a) Nồng
độ cực đại mặt đất và khoảng cách có nồng độ
cực đại; b) Vẽ đường biểu diễn nồng độ mặt đất
theo khoảng cách y tại vị trí x xác định được
trong câu a) cho các giá trị của y là 50, 100, 200,
300m.

28

TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM

14


ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA KHÍ QUYỂN

BK
TPHCM

Vận tốc
gió ở độ
cao 10m
(m/s)

Bức xạ mặt trời ban ngày

Độ mây che phủ ban đêm

Mạnh

Vừa

Nhẹ

Mây che
Trời quang mây
phủ mỏng ≥ hay độ che phủ
50%
≤ 3/8

<2

A

A–B

B

-

-

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

A – cấp độ không bền vững (ổn định) vững mạnh; (strongly unstable); B – cấp độ không
bền vững vừa (moderately unstable); C - cấp độ không bền vững nhẹ (slightly unstable); D
– cấp độ khí quyển trung tính (neutral); E - cấp độ bền vững nhẹ (slightly stable); F - cấp
độ bền vững vừa (moderately stable)
29

BK
TPHCM

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

PROFILE VẬN TỐC GIÓ

Vận tốc gió tăng theo chiều cao:
(Trang 22)

p

(Qui luật Logarit trong lớp bề mặt)
Qui luật hàm mũ trong lớp Ekman
Za ~ 10 m = chiều cao của anemometer

⎛ z ⎞
U ( z ) =U ( za )⎜⎜ ⎟⎟ (5.17)
⎝ za ⎠
Giá trị của số mũ (p)

Stability
Độ bề
n vững
khícategory
quyển

" 50 %
U(z)= 2, 5 × $ '
# 10 &

30

0,35

= 4, 39 m / s

Rural
Khu
vực
nô
ng thôn
exponent

KhuUrban
vực
thà
nh thị
exponent

A

0.07

0.15

B
C

0.07
0.10

0.15
0.20

D

0.15

0.25

E

0.35

0.30

F

0.55

0.30
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

15


BÀI GIẢI BÀI TẬP 6.6

BK
TPHCM

Giá trị của nồng độ Cmax và Xmax cũng có thể được
xác định bằng cách sử dụng hình vẽ. Đối với độ
ổn định loại E và H = 50 m, tìm được trên hình vẽ:
xmax = 2,0 km và (Cu/Q)max =3,0x10-5 m-2
Do đó:
Cmax = (3,0x10-5 m-2)[0,06x106 µg/s]/(4,39m/s)
= 0,41 – 0,46 µg/m3

31

BK
TPHCM

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

HÌNH VẼ 6.13: NỒNG
ĐỘ CỰC ĐẠI TẠI
MẶT ĐẤT
s, H [(Cu/Q)max
[ Cmax

32

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

16


BÀI TẬP 6.7

BK
TPHCM

6.7. Một nhà máy xử lý rác dự kiến sẽ phát thải
khoảng 3,5 tấn H2S mỗi ngày. Tiêu chuẩn thiết kế
là nồng độ cho phép tại mặt đất cách chân ống
khói 1 km không được vượt quá 120µg/m3. Xác
định chiều cao hiệu dụng ống khói cần thiết với
vận tốc gió lần lượt là 4m/s và 8m/s. Biết rằng
nhà máy đặt trong khu vực nông thôn.

33

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

BÀI GIẢI BÀI TẬP 6.7

BK
TPHCM

a. Trường hợp vận tốc gió = 4m/s
Tính toán σyσz từ công thức:

0,1171Q 0,1171(3,5)(1012 )(1 / 86400 )
=
= 9,87 × 10 3
C max u
(120)(4)
Từ hình vẽ 6.18 với σyσz = 9,87×103 và khoảng cách 1000 m
ta xác định được một điểm nằm giữa hai cấp độ bền

vững khí quyển B và C. Với cùng khoảng cách này trên
hình vẽ 6.12 giá trị của σz = 85. Chiều cao hiệu dụng của
ống khói là

σ yσ z =

H = 2σ z = 2 × 85 = 120,2m
Trong thực tế chọn chiều cao ống khói là 120 m.
34

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

17


HÌNH VẼ 6.17:
TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH
CHIỀU CAO CẦN THIẾT
CỦA ỐNG KHÓI

σyσz

BK
TPHCM

35

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

BK

TPHCM

HÌNH VẼ 6.12:
BIỂU ĐỒ HỆ SỐ
KHUẾCH TÁN σZ

36

TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM

18


BK
TPHCM

BÀI GIẢI BÀI TẬP 6.7

a. Trường hợp vận tốc gió = 8m/s
Tính toán σyσz từ công thức:

0,1171Q 0,1171(3,5)(1012 )(1 / 86400 )
σ yσ z =
=
= 4,94 × 10 3
C max u
(120)(8)

Từ hình vẽ 6.18 với σyσz = 4,94×103 và khoảng cách 1000 m
ta xác định được một điểm nằm giữa hai cấp độ bền

vững khí quyển C và D. Với cùng khoảng cách này trên
hình vẽ 6.12 giá trị của σz = 55m. Chiều cao hiệu dụng
của ống khói là:

H = 2σ z = 2 × 55 = 77,7 ≈ 78m
Trong thực tế chọn chiều cao ống khói là 78 m.
37

BK
TPHCM

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

BÀI TẬP 6.8

6.8. Một nhà máy điện hiện hữu phát thải SO2 qua ống khói
với nồng độ đo được là 200µg/m3 tại vị trí cách chân ống
khói 800m về phía dưới hướng gió, vận tốc gió lúc đo tại
đỉnh ống khói là 4m/s thổi từ hướng Nam đến, trong
khoảng thời gian đo độ bền vững khí quyển loại C. Một
nhà máy mới khác được xây dựng cách nhà máy hiệu
hữu 200m về phía Tây. Nhà máy mới đốt dầu khoảng
4000kg/h. Dầu nhiên liệu chứa 0,5% sulfur. Nhà máy mới
này có chiều cao hiệu dụng ống khói là 60m và không có
thiết bị xử lý SO2. Trong cùng điều kiện khí quyển như trên,
ước tính % gia tăng của nồng độ SO2 tại vị trí dưới hướng
gió như nói trên.

38

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

19


BÀI GIẢI BÀI TẬP 6.8

BK
TPHCM

1. Tính toán tốc độ phát thải (Q) của SO2:

- Khối lượng lưu huỳnh trong 1kg nhiên liệu dầu:
1 kg x 0.5% = 0.005 kg = 5 gS/1kg dầu
- Phương trình phản ứng cháy S:
S

+

32g

O2

----->

32g

SO2

(1)

64g

Giả sử rằng 100% S trong dầu khi đốt bị biến thành SO2 trong quá trình
đốt, do đó khối lượng SO2 sinh ra từ 1 kg dầu là:
5 g S x 64 g SO2

--------------------- = 10 g SO2/1kg dầu
32 g sulfur

Tốc độ phát thải (Q) của SO2:

4000 kg/h × 10 g SO2/1kg dầu = 4×104 g SO2/h = 11,11 g/s
Áp dụng công thức (6.19):

C (800,−200,0,60) = C =

2
⎛ y 2 ⎞
⎛
⎞
⎟ exp⎜ − H ⎟
exp⎜ −
2
2 ⎟
⎜
⎜ 2σ ⎟
πuσ yσ z
2
σ

y ⎠
z ⎠
⎝
⎝

Q

39

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

BÀI GIẢI BÀI TẬP 6.8
σy = 85 m; σz = 50 m;
BK
TPHCM

Áp dụng công thức (6.19):
C (800,−200,0,60) = C =

⎛ 2002 ⎞
⎛
11,11 ×10 6
60 2 ⎞
⎟
⎜
exp⎜⎜ −
exp
−
2 ⎟
⎜ 2 × 50 2 ⎟⎟

π × 4 × 85 × 50
2
ì
85





= 6,36 àg / m3

200 ug/m3 --------- > 100%
206,4 ug/m3 --------- > ?% = 103,6%

40

TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM

20


BÀI TẬP 6.9

BK
TPHCM

6.9. Xác định nồng độ hydrô cacbon tổng cộng tại
vị trí 300m dưới hướng gió do ảnh hưởng của
đường cao tốc vào thời điểm buổi chiều lúc
17h30 trời nhiều mây. Gió thổi vuông góc với

đường cao tốc với vận tốc 4m/s. Một độ giao
thông là 8000 xe/giờ và vận tốc xe trung bình là
40km/h. Tốc độ phát thải trung bình hydrôcacbon
của một xe là 2x10-2g/s.

41

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

ĐỘ BỀN VỮNG CỦA KHÍ QUYỂN

BK
TPHCM

Vận tốc
Bức xạ mặt trời ban ngày
gió ở độ
Mạnh
Vừa
Nhẹ
cao 10m/s

42

Độ mây che phủ ban đêm
Mây che
Trời quang mây
phủ mỏng ≥ hay độ che phủ
50%
≤ 3/8

<2

A

A–B

B

-

-

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

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

21


HÌNH VẼ 6.15: BIỂU ĐỒ σZ CHO TÍNH TOÁN
NGUỒN ĐƯỜNG

σz

BK
TPHCM

43

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

BK
TPHCM

BÀI GIẢI BÀI TẬP 6.9

v Tốc độ phát thải tính cho đơn vị chiều dài của
nguồn đường QL(g/s.m) được tính toán bằng
cách lấy tốc độ phát thải trung bình
hydrôcacbon của một xe (q= 2x10-2g/s) nhân với
số xe trên một đơn vị chiều dài đường FL.
v Trong đó số xe trên một đơn vị chiều dài đường FL
tính bằng cách chia lưu lượng xe F (8000 xe/giờ)

cho tốc độ trung bình của xe V (40km/h).
FL =

F
8000( xe / h)
=
= 0,2 xe / m
V 40(km / h) × 1000(m / km)

QL = q × FL = 2 × 10 −2 ( g / s) × 0,2 ( xe / m) = 4 × 10 −3 g / s.m
44

TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM

22


BK
TPHCM

BÀI GIẢI BÀI TẬP 6.9

v Thời điểm buổi chiều lúc 17h30 trời nhiều mây ð độ ổn
định loại D. Hệ số khuếch tán σz xác định theo biểu đồ
trên hình vẽ 6.15 với khoảng cách 300m dưới hướng gió
và độ ổn định loại D ta có σz = 17 m.
v Nồng độ chất ô nhiễm từ một nguồn đường đặt tại mặt
đất tính theo công thức (6.39a) với z = 0:
C (x , z,0 ) =

C (300,0,0 ) =

2QL

2
⎛
⎛
⎜ exp⎜ − z
(2π )1 / 2 uσ z ⎜⎝ ⎜⎝ 2σ z2

2 × 4 × 10 −3 ( g / s.m)
= 0,0469 × 10 −3 g / m 3 = 46,9 µg / m 3
1/ 2
(2π ) × 4(m / s) × 17(m)

45

BK
TPHCM

⎞ ⎞
⎟ ⎟
⎟ ⎟
⎠ ⎠

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

BÀI TẬP 6.10

6.10. Một đường cao tốc có lưu lượng xe lưu thông

là 10.000 xe/h. căn cứ vào tài liệu điều tra, hệ số
phát thải carbon monoxide (CO) là 3g/km/xe ở
vận tốc 50km/h và 27g/km/xe ở vận tốc 5km/h.
Tính toán nồng độ của CO trong trường hợp xấu
nhất cho vị trí tại lề đường trong hai trường hợp
trên. Giả sử rằng hệ số khuếch tán σz = 3m và gió
thổi vuông góc với đường cao tốc với vận tốc
1m/s.

46

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

23


BK
TPHCM

BÀI GIẢI BÀI TẬP 6.10

v Tốc độ phát thải tính cho đơn vị chiều dài của nguồn
đường QL, được tính toán bằng cách lấy lưu lượng xe F
(10.000 xe/giờ) nhân với hệ số phát thải carbon monoxide
(CO) là EF = 3g/km/xe và 27g/km/xe).
Trường hợp vận tốc xe V = 50km/h
QL (50) = F × EF50 = 10000

xe
g

1km
1h
×3
×
×
= 8,3 × 10 −3 g / s.m
h
km.xe 1000m 3600s

Trường hợp vận tốc xe V = 5 km/h
QL (5) = F × EF5 = 10000

xe
g
1km
1h
× 27
×
×
= 75 × 10 −3 g / s.m
h
km.xe 1000m 3600s

47

BK
TPHCM

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

BÀI GIẢI BÀI TẬP 6.10

v Trường hợp xấu nhất là độ ổn định F. Trong hình
vẽ 6.15 ta thấy rằng với khoảng cách nhỏ nhất là
1 m (vị trí tại lề đường) dưới hướng gió có σz = 4m.
v Nồng độ chất ô nhiễm từ một nguồn đường đặt
tại mặt đất tính theo công thức (6.39a) với z = 0 m
và x = 1 m :

2QL

⎛
⎛ z 2
⎜
C (x , z,0 ) =
exp⎜⎜ −
1/ 2
⎜
(2π ) uσ z ⎝ ⎝ 2σ z2
48

⎞ ⎞
⎟ ⎟
⎟ ⎟
⎠ ⎠
TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM

24

BK
TPHCM

BÀI GIẢI BÀI TẬP 6.10

v Trường hợp vận tốc xe V = 50km/h
2 × 8,3 ×10 −3 ( g / s.m)
C (1,0,0) =
= 2,2 ×10 −3 g / m3 = 2,2 ??? mg / m3
1/ 2
(2π ) ×1(m / s) × 4(m)

v Trường hợp vận tốc xe V = 5 km/h
C (1,0,0) =

2 × 75 ×10 −3 ( g / s.m)
= 19,95 ×10 −3 g / m3 = 19,95 ??? mg / m3
1/ 2
(2π ) ×1(m / s) × 4(m)

49

BK
TPHCM

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

BÀI TẬP 6.11

6.11. Sulfur dioxide phát thải với tốc độ 160g/s vào

khí quyển. Tại chiều cao ống khói có vận tốc gió
là 6 m/s. Người ta mong muốn rằng nồng độ tại
mặt đất trên đường trục cách chân ống khói
800m không vượt quá tiêu chuẩn cho phép là 200
µg/m3. Xác định chiều cao hiệu dụng của ống
khói.

50

TS.LÊ HỒNG NGHIÊM

25