Tiểu luận môn học tính toán và lập biểu đồ sự lan truyền BOD trong kênh thẳng có chiều rộng trung bình b = 18 m
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (201.2 KB, 28 trang )
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
ĐỀ BÀI SỐ 24
Câu 1:
Tính toán và lập biểu đồ sự lan truyền BOD trong kênh thẳng có chiều rộng trung
bình B = 18 m, vận tốc dòng chảy trung bình v = 0,29 m/s đến khoảng cách x = 6000 m
với nồng độ BOD ban đầu trong nước thải Cx,0 = 180 mg/l. Hệ số K = 2,15.10-5/s.
Câu 2:
Các phương pháp mô hình hoá toán học quá trình biến đổi chất lượng nước.
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
1
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
Câu 1 Kết quả tính toán lập biểu đồ giao động BOD trong kênh thẳng
SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN
QUAL 2-E for Windows (32 bit version)
copyright 1997/99
by C.R. Nippert and J. Davis
Widener University, Chester Pa
all rights reserved
======================= CONTROL DATA =========================
INPUT DATA
File : D:\QUAL2E99\Do Quoc Tri\tri.TXT
Basin : TIEU LUAN MO HINH CHAT LUONG NUOC
Run : Lap bieu do su lan truyen chat BOD
Date : 7/19/2010
Time : 11:1
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
2
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
SIMULATION OPTIONS
Temperature
NO
BOD
YES
Algae
NO
Periphyton
NO
Phosphorous cycle
Nitrogen cycle
NO
NO
Disolved oxygen
Fecal Coliforms
YES
NO
Conservative Minerals
NO
Arbitrary Non-conservative
NO
CONTROL OPTIONS
List data input
NO
Write optional summary
NO
Flow Augmentation
NO
Steady state simumlation
YES
Trapezoidal channels
YES
Print LCD/solar data
NO
Plot BOD on CRT
YES
Set downstream quality
NO
Data is METRIC
YES
SIMULATION PARAMETERS
Length of element
Maximum iterations
Temperature
0.50 km
12
1.000 C
Nitrification Inhibition
0.00100
Algae growth rate
0.01000 1/hr
Dissolved Oxygen
0.00100 mg/L
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
3
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
========================= BASIN DATA ===========================
BASIN STRUCTURE
Number of headwaters
1
Number of reaches
w/o headwaters
0
Total reaches
1
Number of junctions
0
Number or point loads/sinks
Number of dams
1
0
Number of all elements
12
BASIN GEOGRAPHY
Latitiude
45.00
Longitude
45.00
Standard Meridian
45.00
BASIN METEORLOGICAL DATA
Day of year
1
Date
mon/dy 1/1
Time of Day
12.00
Evaporation coefficients
AE
6.2E-06 m/hr mbar
BE
5.5E-06 m/hr mbar (m/sec)
Net solar radiation
0.000 Langleys/hr
REACH CLIMATE DATA
No Name
Elevation
Dust Cloudiness Wind
Attenuation
Speed
(m)
(mps)
-----------------------------------------------------------------Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
4
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
1 Thuong nguon Kenh thang 0.00 0.0650 0.0000 0.250
REACH CLIMATE DATA (cont.)
No Name
Dry
Wet Pressure
Bulb Bulb
(C)
(C)
(mbar)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang
25.0
20.0 1013.00
TEMPERATURE CORRECTION FACTORS
BOD Decay
1.04700
BOD Settling
1.02400
Reareation
1.02400
SOD Uptake
1.06000
Organic N Decay
1.04700
Organic N Settling
1.02400
Ammonia Decay
1.08300
Ammonia Source
1.07400
Nitrite Decay
1.04700
Organic P Decay
1.04700
Organic P Settling
1.02400
Dissolved P Source
Algae Growth
Algae Respiration
Algae Settling
Coliform Decay
1.07400
1.04700
1.04700
1.02400
1.04700
Nonconservative Decay
1.00000
Nonconservative Settling
1.02400
Nonconservative Source
1.00000
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
5
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
ALGAE, NITROGEN AND PHOSPHOROUS DATA
Oxygen Balance Data
O2 uptake by NH3 oxidation 0.000 mg O2/mg N
O2 uptake by NO2 oxidation 0.000 mg O2/mg N
O2 production by algae
1.600 mg O2/mg algae
O2 uptake by algae
2.000 mg O2/mg algae
Algae properties
Algae Nitrogen Content
0.085 mg N/mg algae
Algae Phosphorous Content 0.013 mg P/mg algae
Algae Growth Rate
0.000 1/dy
Algae Respiration Rate
0.000 1/dy
Nitrogen half sat coef
P half sat coef
0.150 mg/L
0.025 mg/L
Algae selfshade extinction coefficients
Linear term
0.000 1/m(ug cha/L)
Nonlinear term
0.000 1/m(ug cha/L)^2/3
Algae Pref for Ammonia
0.000
Periphyton properties
Temperature Factor
1.0000
Max Photosynthesis Rate
Respiration Rate Ratio
0.000
3.0000
N half sat coef
0.000 mg/L
P half sat coef
0.000 mg/L
Fraction of solar radiation
converted to heat
Nitrification coefficient
1.0000
10.0000
LIGHT SIMULATION OPTIONS
Light function option: Half Saturation
Daily averaging option: Daily Average
Algae growth option: Multiplicative
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
6
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
Light saturation coef
1.0000 Langleys/min
Light averaging factor
0.920
Hours of daylight
12.000
Total daily radiation
0.000 Langleys
DOWNSTREAM CONDITIONS
Set downstream quality
Temperature
-17.8 C
Coliform
DO
NO
0.00
0.00
BOD
0.00
Mineral 1
0.00
Mineral 2
0.00
Mineral 3
0.00
Arbitrary Nocnonservative
Algae
0.00
0.0000
Organic Nitrogen
0.00
Ammonia
0.00
Nitrite
0.00
Nitrate
0.00
Orgainc Phosphorus
0.00
Dissolved Phosphorous
0.00
======================== REACH DATA ===========================
IDENTIFICATION
No Name
From
(km)
To Elements
(km)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang
6.00
0.00
12
INITIAL CONDITIONS
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
7
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
No Name
Temp DO
BOD Coliform
(C) (mg/L) (mg/L) (No/100mL)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang
25.00 6.90 180.00 0.00
INITIAL NITROGEN AND PHOSPHOREOUS COEFFICIENTS
No Name
Chloropyhll
Organic Dissolved
Phosphorus Phosphorus
(ug/L)
(mg/L)
(mg/L)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang
0.000
0.000
0.000
INITIAL NITROGEN AND PHOSPHOREOUS COEFFICIENTS (continued)
No Name
Organic Ammonia Nitrite Nitrate
Nitrogen As N
As N
As N
(mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
HYDRAULIC DATA
Trapezoidal channels
No Name
YES
Side
Side Bottom Channel Manning
Slope Slope Channel Slope
N
(m/m) (m/m) (m) (m/m)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang 0.010 0.010
Discharge coefficients
No Name
NO
Disp
K
59.1 0.000 0.020
Coef
Vel
Vel Depth Depth
Exp Coef
Exp
-----------------------------------------------------------------Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
8
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
1 Thuong nguon Kenh tha 0.00
0 0.000 0.000 0.000
FLOW AUGMENTATION
Flow Augmentation
NO
REACTION COEFFICIENTS
No Name
Option
BOD
BOD
Decay Removal
Rate
Rate
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang OConnor and Dobbins (3) 1.7280 0.0100
REACTION COEFFICIENTS (continued)
No Name
Sediment
K2
a
b
Oxygen
Demand
g/m^2dy
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang 0.0000
0
0 0.0000
NITROGEN AND PHOSPHOREOUS COEFFICIENTS
No Name
Organic Organic Ammonia Benthos
No Name
Nitrogen Nitrogen Oxidation Ammonia
Hydrolysis Settling
(1/dy)
Source
(1/dy) (1/dy) (mg/m^2 dy)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh tha
0.000
0.000
0.000 0.000
NITROGEN AND PHOSPHOREOUS COEFFICIENTS (continued)
No Name
Nitrite Phos Phos
Dissolvd
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
9
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
Oxidation Decay Settling Phos
(1/dy)
(1/dy) (1/dy) (mg/m^2 dy)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang 0.000 0.0000 0.0000 0.000
ALGAE AND OTHER COEFFICIENTS
No Name
Chloropyll Algae Nonalgal Coliform
To Algae Settling Light
Ratio
Decay
Rate Extinc Coef
(ug chla/mg) (ft/dy) (1/ft)
(1/dy)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang 0.00000 0.0000 0.0000 0.0000
ALGAE/OTHER COEFFICIENTS (continued)
No Name
Abitrary Arbitrary Benthos
Noncons
Noncons Source
Decay
Settling
(1/dy)
(1/dy)
Rate
(mg/m^2 dy)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang
0.000
0.000
0.000
INCREMENTAL INFLOW
No Name
Flow Temp DO
BOD Coliform
(cms) (C) (mg/L) (mg/L) (No/100mL)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh t 0.290 25.0
0.00 180.00 0.00
INCREMENTAL INFLOW NITROGEN AND PHOSPHOREOUS COEFFICIENTS
No Name
Chloropyhll
Organic Dissolved
Phosphorus Phosphorus
(ug/L)
(mg/L)
(mg/L)
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
10
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang
0.000
0.0000
0.000
INITIAL NITROGEN AND PHOSPHOREOUS COEFFICIENTS (continued)
No Name
Organic Ammonia Nitrite Nitrate
Nitrogen As N
As N
As N
(mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
HEADWATER PROPERITES
Number of headwaters
No Name
1
Flow Temp
DO
(cms) (C) (mg/L)
BOD
(mg/L)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang
Element
0.29 25.0
6.90
3.10
HEADWATER NITROGEN AND PHOSPHORUS
No Name
Coliform Chlorophyll Organic Dissolved
Phosphorus Phos
(No/100ml) (ug/L)
(mg/L)
(mg/L)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang
Element
0.000
0.000
0.000
0.000
HEADWATER NITROGEN AND PHOSPHOREOUS COPNCENTRATIONS
(continued)
No Name
Organic Ammonia Nitrite Nitrate
Nitrogen As N
As N
As N
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
11
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
(mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang
Element
0.000 0.000 0.000 0.000
================ SOURCE/SINK & DAM SITE DATA ==================
POINT SOURCE/SINK PROPERITES
No Name
Type Prcnt Flow Temp
DO
BOD
Treat
(cms) (C) (mg/L) (mg/L)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang
2 Nuoc thai xa vao k SOURCE 0.0000 0.752 25.0 1.00 210.00
POINT SOURCE/SINK Minerals
No Name
Coliform Chlorophyll Organic Dissolved
Phosphorus Phos
(No/100ml) (ug/L)
(mg/L)
(mg/L)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang
2 Nuoc thai xa vao kenh 0.0000 0.0000
0.0000
0.0000
POINT SOURCE/SINK Minerals
No Name
Organic Ammonia Nitrite Nitrate
Nitrogen As N
As N
As N
(mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang
2 Nuoc thai xa vao kenh
0.000 0.000 0.000
0.000
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
12
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
QUAL 2-E for Windows (32 bit version)
copyright 1997/99
by C.R. Nippert and J. Davis
Widener University, Chester Pa
all rights reserved
======================== CONTROL DATA =========================
HYDRAULIC DATA
File : D:\QUAL2E99\Do Quoc Tri\tri.HYD
Basin : TIEU LUAN MO HINH CHAT LUONG NUOC
Run : Lap bieu do su lan truyen chat BOD
Date : 7/19/2010
Time : 11:1
=================== STEADY STATE SIMULATION ===================
HYDRAULICS SUMMARY (part 1)
El Rch El Begin
End
Flow
No No No
Point
Source
(km)
(km)
(cms)
Inc
Flow
(cms)
(m/s)
-----------------------------------------------------------------Thuong nguon Kenh thang
1 1 1
6.00
5.50
0.314
0
0.0242
2 1 2
5.50
5.00
1.09
0.752
3 1 3
5.00
4.50
1.11
0
0.0242
4 1 4
4.50
4.00
1.14
0
0.0242
5 1 5
4.00
3.50
1.16
0
0.0242
6 1 6
3.50
3.00
1.19
0
0.0242
7 1 7
3.00
2.50
1.21
0
0.0242
8 1 8
2.50
2.00
1.24
0
0.0242
9 1 9
2.00
1.50
1.26
0
0.0242
0.0242
10 1 10
1.50
1.00
1.28
0
0.0242
11 1 11
1.00
0.50
1.31
0
0.0242
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
13
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
12 1 12 0.50 0.00
1.33
0
0.0242
HYDRAULICS SUMMARY (part 2)
El Rch El Velocity Travel Depth
No No No
Width
Volume
Time
(m/s) (day) (m)
(m)
(m^3)
-----------------------------------------------------------------Thuong nguon Kenh thang
1 1 1 0.171 0.034
0.102 18.001
918
2 1 2 0.280 0.021
0.216
3 1 3 0.283 0.020
0.219 18.010 1.97e+03
4 1 4 0.285 0.020
0.222 18.009
5 1 5 0.287 0.020
0.225 18.008 2.02e+03
6 1 6 0.290 0.020
0.228 18.007 2.05e+03
7 1 7 0.292 0.020
0.230 18.006 2.07e+03
8 1 8 0.294 0.020
0.233 18.006
9 1 9 0.297 0.020
0.236 18.005 2.12e+03
18.011 1.95e+03
2e+03
2.1e+03
10 1 10 0.299 0.019
0.239 18.005 2.15e+03
11 1 11 0.301 0.019
0.241 18.004 2.17e+03
12 1 12 0.303 0.019
0.244 18.004 2.2e+03
HYDRAULICS SUMMARY (part 3)
El Rch El
Bottom
X-sec
No No No
Area
Area
(m^2)
(m^2)
Dispersion
Coef
(m^2/s)
-----------------------------------------------------------------Thuong nguon Kenh thang
1 1 1
9104
1.835
0
2 1 2
9218
3.893
0
3 1 3
9221
3.945
0
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
14
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
4 1 4
9224
3.996
0
5 1 5
9227
4.047
0
6 1 6
9230
4.098
0
7 1 7
9233
4.148
0
8 1 8
9235
4.198
0
9 1 9
9238
4.247
0
10 1 10
9241
4.296
0
11 1 11
9244
4.345
0
12 1 12
9246
4.393
0
QUAL 2-E for Windows (32 bit version)
copyright 1997/99
by C.R. Nippert and J. Davis
Widener University, Chester Pa
all rights reserved
======================== CONTROL DATA =========================
REACTION COEFFICIENTS
File : D:\QUAL2E99\Do Quoc Tri\tri.REA
Basin : TIEU LUAN MO HINH CHAT LUONG NUOC
Run : Lap bieu do su lan truyen chat BOD
Date : 7/19/2010
Time : 11:1
REACTION COEFFICIENT SUMMARY (part 1)
El Rch El
DO
O2
BOD
No No No Saturation Reair
(mg/L)
BOD
SOD
Decay Settling Rate
(1/dy) (1/dy)
(1/dy) (g/m^2dy)
----------------------------------------------------------------Thuong nguon Kenh thang OConnor and Dobbins (3)
1 1 1
8.264 56.561
2.174
0.011
0.000
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
15
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
2 1 2
8.264 39.995 2.174 0.011
0.000
3 1 3
8.264 23.248
2.174
0.011
0.000
4 1 4
8.264 22.893
2.174
0.011
0.000
5 1 5
8.264 22.551
2.174
0.011
0.000
6 1 6
8.264 22.220
2.174
0.011
0.000
7 1 7
8.264 21.901
2.174
0.011
0.000
8 1 8
8.264 21.592
2.174
0.011
0.000
9 1 9
8.264 21.294
2.174
0.011
0.000
10 1 10
8.264 21.005
2.174
0.011
0.000
11 1 11
8.264 20.726
2.174
0.011
0.000
12 1 12
8.264 20.455
2.174
0.011
0.000
REACTION COEFFICIENT SUMMARY (part 2)
El Rch El
OrgN
No No No
OrgN
NH3
NH3
Decay Settling Decay
(1/dy)
NO2
Source
Decay
(1/dy) (1/dy) (mg/m^2dy) (1/dy)
----------------------------------------------------------------Thuong nguon Kenh thang OConnor and Dobbins (3)
1 1 1
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
2 1 2
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
3 1 3
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
4 1 4
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
5 1 5
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
6 1 6
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
7 1 7
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
8 1 8
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
9 1 9
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
10 1 10
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
11 1 11
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
12 1 12
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
16
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
REACTION COEFFICIENT SUMMARY (part 3)
El Rch El
OrgP
No No No
OrgP
DisP
Coliform
Decay Settling Source Decay
(1/dy)
(1/dy) (mg/m^2dy)(1/dy)
-----------------------------------------------------------------Thuong nguon Kenh thang OConnor and Dobbins (3)
1 1 1
0.000
0.000
0.000
0.000
2 1 2
0.000
0.000
0.000
0.000
3 1 3
0.000
0.000
0.000
0.000
4 1 4
0.000
0.000
0.000
0.000
5 1 5
0.000
0.000
0.000
0.000
6 1 6
0.000
0.000
0.000
0.000
7 1 7
0.000
0.000
0.000
0.000
8 1 8
0.000
0.000
0.000
0.000
9 1 9
0.000
0.000
0.000
0.000
10 1 10
0.000
0.000
0.000
0.000
11 1 11
0.000
0.000
0.000
0.000
12 1 12
0.000
0.000
0.000
0.000
QUAL 2-E for Windows (32 bit version)
copyright 1997/99
by C.R. Nippert and J. Davis
Widener University, Chester Pa
all rights reserved
======================== CONTROL DATA =========================
WATER QUALITY DATA
File : D:\QUAL2E99\Do Quoc Tri\tri.QUA
Basin : TIEU LUAN MO HINH CHAT LUONG NUOC
Run : Lap bieu do su lan truyen chat BOD
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
17
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
Date : 7/19/2010
Time : 11:1
STEADY STATE SIMULATION
WATER QUALITY VARIABLES (part 1)
El Rch El
Conservative Minerals
No No No
Temp
(C)
-----------------------------------------------------------------Thuong nguon Kenh thang
1 1 1
25.00
2 1 2
25.00
3 1 3
25.00
4 1 4
25.00
5 1 5
25.00
6 1 6
25.00
7 1 7
25.00
8 1 8
25.00
9 1 9
25.00
10 1 10
25.00
11 1 11
25.00
12 1 12
25.00
STEADY STATE SIMULATION
WATER QUALITY VARIABLES (part 2)
El Rch El
No No No
DO
BOD
(mg/L)
(mg/L)
OrgN
NH3N
(mg/L) (mg/L)
NO2N
(mg/L)
-----------------------------------------------------------------Thuong nguon Kenh thang
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
18
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
1 1 1
7.21 15.583 0.000 0.000
0.000
2 1 2
1.79 148.402
0.000
0.000
0.000
3 1 3
0.00 142.739
0.000
0.000
0.000
4 1 4
0.00 137.467
0.000
0.000
0.000
5 1 5
0.00 132.553
0.000
0.000
0.000
6 1 6
0.00 127.966
0.000
0.000
0.000
7 1 7
0.00 123.679
0.000
0.000
0.000
8 1 8
0.00 119.668
0.000
0.000
0.000
9 1 9
0.00 115.911
0.000
0.000
0.000
10 1 10
0.00 112.387
0.000
0.000
0.000
11 1 11
0.00 109.078
0.000
0.000
0.000
12 1 12
0.00 105.968
0.000
0.000
0.000
STEADY STATE SIMULATION
WATER QUALITY VARIABLES (part 3)
El Rch El
No No No
Total
NO3N
(mg/L)
Total
N
(mg/L)
OrgP
DisP
P
(mg/L)
(mg/L) (mg/L)
-----------------------------------------------------------------Thuong nguon Kenh thang
1 1 1
0.00
0.000
0.000
0.000
0.000
2 1 2
0.00
0.000
0.000
0.000
0.000
3 1 3
0.00
0.000
0.000
0.000
0.000
4 1 4
0.00
0.000
0.000
0.000
0.000
5 1 5
0.00
0.000
0.000
0.000
0.000
6 1 6
0.00
0.000
0.000
0.000
0.000
7 1 7
0.00
0.000
0.000
0.000
0.000
8 1 8
0.00
0.000
0.000
0.000
0.000
9 1 9
0.00
0.000
0.000
0.000
0.000
10 1 10
0.00
0.000
0.000
0.000
0.000
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
19
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
11 1 11
0.00 0.000 0.000 0.000
0.000
12 1 12
0.000
0.00
0.000
0.000
0.000
WATER QUALITY VARIABLES (part 3)
El Rch El
Coliform
No No No
NO3N
CHLA
(#/100mL) (ug/L)
(SI)
-----------------------------------------------------------------Thuong nguon Kenh thang
1 1 1
0.00
0.000
2 1 2
0.00
0.000
3 1 3
0.00
0.000
4 1 4
0.00
0.000
5 1 5
0.00
0.000
6 1 6
0.00
0.000
7 1 7
0.00
0.000
8 1 8
0.00
0.000
9 1 9
0.00
0.000
10 1 10
0.00
0.000
11 1 11
0.00
0.000
12 1 12
0.00
0.000
QUAL 2-E for Windows (32 bit version)
copyright 1997/99
by C.R. Nippert and J. Davis
Widener University, Chester Pa
all rights reserved
======================== CONTROL DATA =========================
DISSOLVED OXYGEN DATA
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
20
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
File : D:\QUAL2E99\Do Quoc Tri\tri.DOD
Basin : TIEU LUAN MO HINH CHAT LUONG NUOC
Run : Lap bieu do su lan truyen chat BOD
Date : 7/19/2010
Time : 11:1
STEADY STATE SIMULATION
DISOLVED OXYGEN (part 1)
El Rch El
DO
No No No Temperature Sat
(C)
(mg/L)
DO
DAM
DO
def
(mg/L)
Input
(mg/L) (mg/L)
-----------------------------------------------------------------Thuong nguon Kenh thang
1 1 1
25.00
8.264
7.213
1.051
0.000
2 1 2
25.00
8.264
1.794
6.469
0.000
3 1 3
25.00
8.264
0.000
8.264
0.000
4 1 4
25.00
8.264
0.000
8.264
0.000
5 1 5
25.00
8.264
0.000
8.264
0.000
6 1 6
25.00
8.264
0.000
8.264
0.000
7 1 7
25.00
8.264
0.000
8.264
0.000
8 1 8
25.00
8.264
0.000
8.264
0.000
9 1 9
25.00
8.264
0.000
8.264
0.000
10 1 10
25.00
8.264
0.000
8.264
0.000
11 1 11
25.00
8.264
0.000
8.264
0.000
12 1 12
25.00
8.264
0.000
8.264
0.000
STEADY STATE SIMULATION
DISOLVED OXYGEN (part 2)
El Rch El
Nitr
No No No
Inhib
F fcn
O2
C-BOD
SOD
Input Reair
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
21
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
Fact
-----------------------------------------------------------------Thuong nguon Kenh thang
1 1 1
0.00 188.414
59.442 -33.886
-0.000
2 1 2
0.00 33.387 258.736 -322.699 -0.000
3 1 3
0.00
0.000 192.113 -310.385 -0.000
4 1 4
0.00
0.000 189.179 -298.921 -0.000
5 1 5
0.00
0.000 186.349 -288.235 -0.000
6 1 6
0.00
0.000 183.617 -278.260 -0.000
7 1 7
0.00
0.000 180.980 -268.939 -0.000
8 1 8
0.00
0.000 178.430 -260.217 -0.000
9 1 9
0.00
0.000 175.965 -252.046
-0.000
10 1 10
0.00
0.000 173.579 -244.383 -0.000
11 1 11
0.00
0.000 171.268 -237.189 -0.000
12 1 12
0.00
0.000 169.030 -230.426
-0.000
STEADY STATE SIMULATION
DISOLVED OXYGEN (part 3)
El Rch El
No No No
Net
P-R
NH3-H
NO2-H
-----------------------------------------------------------------Thuong nguon Kenh thang
1 1 1
0.000
-0.000
-0.000
2 1 2
0.000
-0.000
-0.000
3 1 3
0.000
-0.000
-0.000
4 1 4
0.000
-0.000
-0.000
5 1 5
0.000
-0.000
-0.000
6 1 6
0.000
-0.000
-0.000
7 1 7
0.000
-0.000
-0.000
8 1 8
0.000
-0.000
-0.000
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
22
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
9 1 9
0.000 -0.000
-0.000
10 1 10
0.000
-0.000
-0.000
11 1 11
0.000
-0.000
-0.000
12 1 12
0.000
-0.000
-0.000
BIỂU ĐỒ LAN TRUYỀN BOD
Câu 2
Sau khi nước thải nhập dòng chảy, chất ô nhiễm được phát tán và chuyển hóa nhờ
các quá trình vật lý, hóa học, sinh học xảy ra trong dòng. Các quá trình này được chia ra
như sau:
- Các quá trình vận chuyển đối lưu và khuếch tán rối (quá trình xáo trộn, pha loãng nước
thải với nước nguồn) làm thay đổi nồng độ chất bẩn.
- Các quá trình biến đổi (phân hủy và chuyển hóa) thành phần và nồng độ chất bẩn.
Ảnh hưởng của các quá trình này lên nồng độ của các cấu tử phát tán rất khác
nhau nhưng đều tuân theo quy luật cân bằng khối lượng. Do đó quá trình phát tán chất ô
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
23
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
nhiễm trong dòng chảy có thể mô tả bằng phương trình vi phân cân bằng vật chất có dạng
như sau:
∂C
∂C
∂C
∂C ∂ ∂C ∂ ∂C ∂ ∂C
+ Ex
+ Ez
= −V x
+ Vy
+ Vz
+ Ey
+ F
∂t
∂y
∂z ∂x
∂x ∂y
∂y ∂z
∂z
∂x
Trong đó:
C - nồng độ chất ô nhiễm trong dòng chảy
Vx, Vy, Vz - thành phần vận tốc dòng chảy theo phương x, y, z
Ex, Ey, Ez - các hệ số khuếch tán theo các phương x, y, z
F - lượng vật chất sinh ra hoặc biến đổi trong nguồn theo thời gian t.
Các đại lượng V, E, F đặc trưng cho ảnh hưởng của các quá trình xảy ra trong
dòng tới sự phân bố các chất ô nhiễm như sau:
- Vận tốc dòng chảy V và hệ số khuếch tán E đặc trưng cho quá trình vận chuyển vật chất
và ảnh hưởng của chúng tới mọi thông số là như nhau. Trường vận tốc V đặc trưng cho
quá trình vận chuyển chất nhờ đối lưu. Giả thiết dòng chảy ổn định và lưu lượng đủ nhỏ
để không ảnh hưởng tới chế độ dòng chảy. Như vậy, vận tốc dòng chảy chỉ thay đổi theo
không gian mà không phụ thuộc vào thời gian. Hệ số khuếch tán E đặc trưng cho quá
trình vận chuyển chất nhờ gradient nồng độ và chế độ rối của dòng chảy, vì vậy mà nó
còn gọi là hệ số khuếch tán rối. Các hệ số này không chỉ phụ thuộc vào bản chất của cấu
tử khuếch tán và môi trường mà còn phụ thuộc vào chế độ thủy động học của dòng chảy.
Do đó các hệ số khuếch tán rối E thay đổi theo không gian và không đẳng hướng.
- Đại lượng F đặc trưng cho sự thay đổi nồng độ chất ô nhiễm theo thời gian mà không
phụ thuộc vào các quá trình phát tán vật chất. Đại lượng này phụ thuộc vào bản chất chất
ô nhiễm. Như vậy, F biểu thị lượng chất sinh ra do hai nguồn chính tồn tại trong dòng
chảy, đó là các quá trình biến đổi trong nguồn nước và nguồn thải:
F = ∑ ri + I
(1)
Trong đó:
ri - lượng chất sinh ra do quá trình biến đổi i nhất định trong một đơn vị thời gian
của một đơn vị thể tích nước.
I - lượng chất được cung cấp từ nguồn thải trong một đơn vị thời gian tính cho một
đơn vị thể tích nước.
Quá trình biến đổi vật chất trong nguồn nước thường được biểu diễn dưới dạng
phản ứng bậc 1. Vì vậy biểu thức (1) có thể viết dưới dạng:
F = − KC + b
(2)
Trong đó:
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
24
Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
C - nồng độ cấu tử vật chất trong dòng chảy
K - hệ số đặc trưng cho quá trình biến đổi tuân theo quy luật của phản ứng bậc 1
mà cấu tử vật chất tham gia. K là hàm số của nhiệt độ, các đặc trưng của dòng
chảy, bản chất của cấu tử vật chất
b - thông số đặc trưng cho nguồn thải.
Trong trường hợp cấu tử chất bẩn không bị biến đổi theo thời gian (chất bẩn bền
vững) và nguồn thải ổn định, giá trị F bằng 0. Quá trình lan truyền dòng chất bẩn trong
nguồn nước đặc trưng bằng phương trình khuếch tán rối:
∂C
∂C
∂C
∂C
∂ 2c
∂ 2c
∂ 2c
+ Vx
+ Vy
+ Vz
= Ex 2 + E y 2 + Ez 2
∂t
∂x
∂y
∂z
∂x
∂y
∂z
(3)
Trong đó:
C - nồng độ chất bẩn
Vx, Vy, Vz - vận tốc dòng chảy theo phương x, y, z
Ex, Ey, Ez - hệ số khuếch tán theo các phương x, y, z
Việc giải phương trình (3) sẽ cho biết sự phân bố nồng độ của các chất ô nhiễm
trong dòng chảy cũng như sự biến đổi của các thông số chất lượng nước như: oxy hòa tan
(DO), BOD, SS... Đây là phương trình cơ sở cho tất cả các mô hình chất lượng nước. Nó
là một phương trình vi phân riêng phần có đạo hàm tới cấp hai, phụ thuộc vào bốn biến
số (một biến số thời gian và ba biến số không gian). Do đó việc giải phương trình gặp rất
nhiều khó khăn. Trên thực tế, tùy trường hợp áp dụng, có thể triệt tiêu một số biến trong
phương trình và được các mô hình đơn giản như sau:
* Mô hình một chiều:
+ Ổn định: chỉ phụ thuộc một biến không gian
+ Không ổn định: phụ thuộc một biến không gian và một biến thời gian.
* Mô hình hai chiều:
+ Ổn định: phụ thuộc hai biến không gian
+ Không ổn định: phụ thuộc hai biến không gian và một biến thời gian.
* Mô hình ba chiều ổn định: phụ thuộc ba biến không gian x, y, z.
Trong trường hợp xả nước thải chứa chất ô nhiễm bền vững liên tục vào sông với:
∂c
∂c
∂c
= 0,
= 0,
=0
∂y
∂t
∂z
∂ 2c
∂ 2c
=
0
,
= 0, Vy = 0, Vz = 0.
∂y 2
∂z 2
Học viên: Đỗ Quốc Trí - Lớp Cao học CNMT T02/2009
25
