Bài giảng MÔ HÌNH HÓA MÔI TRƯỜNG - Phần 9 docx

321
322
Đườngcong DO
323
DKLK
dt
dD
at
-=
1
(
)
( )
ê
ê
ê
ë
é
=+**=
¹+-
-
=

-
a
tK
a
tKtK
tK
a
KKeDLtKD

KKeDee
KK
LK
D
aa
1001
10
1
01
,
,.
1
1
tK
o
a
c
eL
K
K
D
1
1
-
=
(
)
ú
û
ù

ê
ë
é
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
-
-
-
=
0
10
11
1ln
1
LK
KKD
K
K
KK
t
a
aa
a
c

Streeter Phelps
324
1.06 -1.081.05
K
T
(tại20
0
C)
Để tínhK
N
ĐểtínhK
1
).1(
5
5
1
K
o
eLBOD
-
-=
K
1
tạinhiệt độ T = (K
1
hay K
N
tại20
0
C) K

T
(T-20)
()
( )
T
aa
eKTK
=
-
20
.20)(
q
325
N
ồ
ng
đ
ộ
pha
tr
ộ
n
nư
ớ
c
th
ả
i
trongnướcsông
rw

rrww
QQ
CQCQ
C
+
+
=

§ C -nồng độ trungbìnhsaukhiphatrộn
§ Q
w
-lưulượngdòngnướcthải
§ C
w
-nồng độ oxy trongnướcthải
§ Q
r
-lưulượngdòngsông
§ C
r
-nồng độ oxy trongnướcsông
326
NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN MÔ
HÌNH STREETER -PHELPS
BùiTáLong,
ViệnMôitrườngvàTàinguyên
327
Nộidung
§ Sự pháttriểntiếptheocủacácmôhìnhDO/BOD
§ Phương trìnhcânbằng: hệ thốngnút–dòngchảy

(plug –flow)
§ Mộtsốhạnchế môhìnhStreeter –Phelps
§ Mô hìnhStreeter –Phelps cảitiến
› Quátrìnhhôhấpcủalớpbùn đáy
› Quátrìnhoxy hóacáchợpchấtchứanitơ
› Quátrìnhlắngcácchấtlơlửng
› Quátrìnhphântánvậtchấttrongdòngchảy
328
Sự phụ thuộcK
1
vàonhiệt độ T
§ Sự phụ thuộcvàonhiệt độ T đượcxác địnhbằng
côngthứcVan’tHoft-Arrhenius
§ k
1
=k
1,20
Ө
(T-20)
§ k
1
-Tốcđộ tiêuthụ oxy do sự phânhuỷ cácchấthữu
cơ, ngày
-1
§ K
1,20
-Tốcđộ tiêuthụ oxy ở nhiệt độ 20
o
C, ngày
-1

§ Ө: Hệ số thựcnghiệm(Ө≈1.048)
329
S
ự
ph
á
t
tri
ể
n
ti
ế
p
theo
c
ủ
a
cácmôhìnhDO/BOD
§ Thànhphầnthủylực,
§ Sự sinhtrưởngcủaphiêusinh độngvậtvàphiêu
sinhthựcvật,
§ Sự tiêuthụ oxy củabùn đáy,
§ Sự lắng đọng, phântán
§ Sự hiệndiệncủanhữngthànhtốcótính độc ảnh
hưởng đếnkhả năngphânhủysinhhọc.
330
Cácbiếntrạngthái: BOD, DO, NH
4
+
,

N2, NO2, N,
coliformtổng, chlorophyll
RECEIV II :
HãngRaytheon (1974)
GiốngQUAL I + nhucầuoxy của độngvậtđáy, quang
hợp, bốchơi, coliforms, phóngxạ
QUAL II: Quảnlýtàinguyênnước(1973)
Lưuý chi tiếttớicácyếutổthủy độnglựcmộtchiềuQUAL I: Ủyban pháttriểnnướcthuộctiểuban Texas
(1970)
Nhucầuoxy hòatan, tảitrọngcoliform, phiênbảnnâng
caocủaDOSAG I
DOSAG M: Armstrong (1977)
Sự thay đổitheokhônggianvàthờigianvớicác điều
kiệnkhácnhaucủadòngchảyvànhiệt độ
DOSAG I: Ủyban pháttriểnnướcthuộctiểuban Texas
(1970)
Sự phânbốtheokhônggianvàthờigiando kíchcỡ,
quanghợp, hôhấp, hôhấpcủađộngvậtđáy
O’Connor (1967)
O’Connor vàDiToro (1970)
Profile oxy hòatan ngày đêmHansen vàFrankel (1965)
Sự phatrộntheochiềudọc(sự phântán)Dobbins (1964)
Sự phatrộntheochiềudọc(sự phântán)O’Connor (1962)
Sự hấpthụ oxy của độngvậtđáyEdwards vàRolley(1965)
Sự hấpthụ oxy của độngvậtđáyFair vàcáctácgiả khác(1941)
QuanghợpvàhôhấpO’Connell vàThomas (1965)
Sự nitrathóatựđộngEckenfelder (1970)
Sự lắng đọngThomas (1961)
Rối, sự tăngtrưởngsinhhọcdưới đáysông, sự thích
nghikhíhậucủavi sinh, độcchất

Eckenfelder and O’Connor (1961)
Cácquátrình đượclưuýMôhìnhvànguồngốcnghiêncứu
331
M
ộ
t
s
ố
k
ế
t
qu
ả
v
ề
h
ệ
s
ố
K
a
ở
20
0
C ngày
-1
§ D = độ sâutrungbìnhcủa
dòngchảy, m
§ V = vậntốcdòngchảy, m/s
§ U

*
= vậntốcđộnglựccủa
dòngchảy, m/svớiE
D
= hệ
số khuếchtánrốiđứng, m
2
/s
§ t = thờigianchảy, ngày
§ S = độ dốc đáycủalòngdẫn,
m/m
Foree(1976)
Lau (1972)
Thackston and
Krenkel (1966)
Krenkel and
Orlob (1963)
O’Connor and
Dobbins
(1985)
25.125.0
8.4
-
= DSK
a
087.2
6.2
-
= DEK
Da

1
*
6.18
-
= HUK
a
1
64.1088
-
= VHK
a
2.1
8.2147116.0 SK
a
+=
gDSU
*
=
332
CôngthứctínhK
a
ở 20
0
C ngày
-1
theo
vậntốcgiótạiđộ cao10 m
22/1
0372.0317.0782.0 WWWK
a

´+´-´=
W –làvậntốcgió đo đạctạiđộ cao10 m.
333
Sự sảnsinhoxy từ quátrình
quanghợp
P(mg0
2
/ l*ngày)= a* m * P (1.066)
T-20
* G
§ a làtỷlệmg O
2
/chlorophyll a (giátrị a nằmtrong
khoảng0.1 –0.3) (trungbình0.18)
§ µ làtỉlệsinhtrưởngcủaphiêusinhthựcvật(đâylà
mộthàmsốcủanhiệt độ)
§ P lànồng độ củaphiêusinhthựcvậtthể hiệntheo
µg chl. a/l
§ G lànhântốsuygiảmánhsáng.
334
Côngthứcxác địnhG
H
LAf718.2
G
e
´
´
=
§ F –chukỳquanghợp(khoảngthờigiancóánhsángtrong
ngàytínhbằnggiờ/24);

§ e -hệsốmởrộng;cóthể coi= 1.8/z
s
, z
s
–là độ sâuSecchi.
§ I
a
–bứcxạtrungbìnhcủamặttrờitrongngàyly/ngày;
§ I -ánhsángmà ởđóphiêusinhthựcvậttăngtrưởng ở mức
tối đa, ly/ngày
§ H –là độ sâu
(
)
(
)
(
)
( )
I/I
expI
expexpLA
a
a
=d
ed-=b
d
-
-
b
-

=
335
S
ự
hô
h
ấ
p
c
ủ
a
phiêu
sinh
thựcvật, R mg/l.ngày
(
)
20
08.11.0
-
´´´=
T
PaR
§ a làtỷlệmg O
2
/chlorophyll a (giátrị a nằmtrong
khoảng0.1 –0.3) (trungbình0.18)
§ P lànồng độ củaphiêusinhthựcvậtthể hiệntheo
µg chl. a/l (chlorophyll)
336
Nhucầuoxy chobùn đáy

§ SOD làsốg O
2
/m
2
.ngày ở nhiệt độ nước20
0
C
§ SOD cóthểđohay đánhgiátheobảngdưới đây
H
SOD
S =
337
Mộtvàigiátrị SOD thườnggặp
(g oxygen/m
2
ngày)
0.070.05 –0.1Đấtkhoáng
0.50.2 –1.0Đáycócát
1.51-2Bùnvùngcửasông
1.51-2Bùnsinhhoạt ở xa
cống
42-10Bùnsinhhoạtgần
cốngthải
TrungbìnhPhạmviDạng đáy
338
SOD
a
-lànhucầuoxy bùn đáythựctếởnồng độ oxy làC
(mg/l)
7

.
0
+
´=
C
C
SODSOD
a
§ Cóý kiếnchorằngtốcđộ hấpthụđộclậpvớinồng độ oxy
tronglớpnướcbềmặt.
§ Edwards vàOwens (1965) chỉ rarằngtốcđộ hấpthụ thay
đổitheonồng độ oxy.
§ FillosvàMolof đề xuấtmốiquanhệsau đây đốivớisựphụ
thuộccủanồng độ oxy:
ĐánhgiáSOD
339
HỆ THỐNG NÚT –DÒNG CHẢY
340
Phươngtrìnhcânbằng: hệ thốngnút
–dòngchảy(plug –flow)
±
(
)
( )
rVCCQQC
dt
VCd
±D+-=
r
xA

CQ
xA
QC
xA
QC
dt
dC
±
D
D
-
D
-
D
=
0
®
D
x
r
x
C
A
Q
t
C
±
¶
¶
-=

¶
¶
r
x
C
u
t
C
±
¶
¶
-=
¶
¶
341
Xéttrườnghợpdòngchảydừng
§ r thường đượcgiả thiếtnhư sau:
kCr
-
=
0=
¶
¶
t
C
u
k
dx
dC
-=

00
CC
x
=
=
÷
ø
ö
ç
è
æ
-=
u
x
kCC exp
0
342
5.787-1.6610.19200
2.894-0.8680.42100
1.447-0.4460.6450
0.868-0.2740.7630
0.579-0.1740.8420
0.289-0.0940.9110
0.145-0.0620.945
00.01.00
x/u ngày
ln(C/C
O
) C/C
O

x,km
Sự phụ thuộcC/C
0
vàox vàt
343
MôhìnhStreeter –
Phelps cảitiến
344
M
ộ
t
s
ố
h
ạ
n
ch
ế
mô
h
ì
nh
Streeter -Phelps
§ Chỉ lưuý tớisựtiêuthụ oxy do quátrìnhoxy hóacácchất
hữucơtrongdòngchảydo cácvi sinhhiếukhívàsựhòatan
oxy qua mặtthoángvàonước.
345
Quỏtrỡnhhụhpcalpbựn ỏy
d
S

Dk
x
D
u
t
D
a
=
ả
ả
+
ả
ả
thiuhtD trongdũngchy iờukin n nhl:
ỳ
ỷ
ự
ờ
ở
ộ
ữ
ứ
ử
ỗ
ố
ổ
+
ữ
ứ
ử

ỗ
ố
ổ
-=
u
xk
dk
S
u
xk
DD
a
a
a
exp1exp
0
qS nhucuoxy calpcnỏy, mg O
2
/m
2
.ngy
qd-chiusõucalpnc.