Bài giảng Mô hình hóa môi trường: Bài giảng 2 - TS. Đào Nguyên Khôi

Bài giảng 2 "Nhập môn mô hình hóa chất lượng nước" thuộc bài giảng Mô hình hóa môi trường giới thiệu đến các bạn những nội dung về mục đích mô hình hóa chất lượng nước, các đại lượng căn bản, mô hình toán trong mô hình hóa chất lượng nước,... Hy vọng đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Mô hình hóa môi trường: Bài giảng 2 - TS. Đào Nguyên Khôi Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tp.HCM Khoa Môi TrườngBài giảng 2:Nhập môn Mô hình hóa Chấtlượng nước TS. Đào Nguyên Khôi Bộ môn Tin học Môi trườngNội dung Mục đích MHH chất lượng nước Các đại lượng căn bản • Khối lượng, nồng độ • Tải lượng, lưu lượng, thông lượng Mô hình toán trong MHH chất lượng nước • Các dạng mô hình toán • Định luật bảo toàn khối lượng 2Mục đích của MHH chất lượng nước Phân bố tải lượng thải • Kiểm soát môi trường nhằm đạt được một chất lượng môi trường nhất định. • Tập trung vào nguồn thải điểm Xác định tổng tải lượng thải tối đa • Tổng tải lượng thải (TMDL – Total Maximum Daily Load) là khối lượng chất thải mà một thể nước có thể nhận được và vẫn thõa mãn tiêu chuẩn chất lượng nước. • Một quá trình tổng quát hơn để đánh giá tải lượng và kiểm soát chất thải trong một lưu vực • Bao gồm cả nguồn thải điểm và nguồn thải đường 3Mục đích của MHH chất lượng nước (tt) Mục đích Nồng độ mong muốn, Cg sử dụng nước Mô hình Khu vực Tải lượng W đúng chất lượng C < Cg thoát nước nước sai Kiểm soát Quy trình quản lý chất lượng nước 4Mục đích của MHH chất lượng nước (tt) Mô hình hóa chất ô nhiễm • Hiểu được quá trình chuyển tải và khuyếch tán chất ô nhiễm trong môi trường nước Hiểu biết chung về hệ sinh thái • Hiểu các thay đổi của hệ sinh thái tự nhiên đối lượng việc xả thải chất ô nhiễm 5Các đại lượng căn bảnKhối lượng và nồng độ • Khối lượng (m): số lượng chất ô nhiễm trong một hệ thống • Nồng độ (C): C: Nồng độ [ML-3] m C= m: Khối lượng [M] V V: Thể tích [L3] Đơn vị đo lường cơ bản của một vài thông số CLN Thông số Đơn vị Tổng chất rắn hòa tan, độ mặn gL-1  kg m-3  ppt DO, BOD, NO2 mgL-1  g m-3  ppm PO4, Chlorophyll a, chất độc gL-1  mg m-3  ppb Chất độc ngL-1  g m-3  pptr 6Các đại lượng căn bản (tt)Tốc độ: Q U U AC C CTải lượng: W = Q.C Lưu lượng: Q = U.Ac Thông lượng: J = U.CThông lượng là khối lượng trên một đơn vị diện tích trong một đơn vịthời gian m W J= = tAc Ac W: Tải lượng [M/T]. U: Vận tốc [L/T]. C: Nồng độ [M/L3]. t: Thời gian [T]. Q: Lưu lượng [L3/T]. AC: Diện tích mặt cắt [L2]. 7Các đại lượng căn bản (tt)Ví dụ 1:Một hồ có thể tích không đổi có diện tích bề mặt là 104 m2 và có độ sâutrung bình là 2m. Giả sử ban đầu nồng độ của hồ là 0.8 ppm. Hai ngàysau đó quan trắc được nồng độ của hồ là 1.5ppm.a. Tính tải lượng chất thải trong thời gian này.b. Nếu giả sử rằng chỉ có nguồn thải thụ động từ khí quyển, hãy tínhthông lượng. 89Mô hình toán Mô hình toán học của một đối tượng bất kỳ là sự mô tả nó bằng các công cụ, phương pháp toán học. Rất nhiều biểu thức toán học các quá trình liên quan tới mô phỏng môi trường sinh thái đã tồn tại: • Các quá trình vật lý: các quá trình lan truyền, hấp thụ, sự phụ thuộc nhiệt độ, bay hơ,... • Các quá trình hóa học: ôxy hóa, ion hóa, bốc hơi,... • Các quá trình sinh học: quang hợp, sự tăng trưởng, sự lắng đọng trầm tích, sự phân rã,... 10Mô hình toán (tt) Mô hình tính toán mô phỏng chất lượng nước tổng quát: C = f (W, vật lý, hoá học, sinh học,…)  mối liên hệ nhân quả giữa tải lượng và nồng độ, phụ thuộc mối liên hệ giữa các quá trình vật lý, hoá học, sinh học. 1 Dạng tuyến tính: C = W a a: hệ số đồng hóa (L3T-1) đặc trưng cho các quá trình vật lý, hoá học, sinh học của nướ ...