Giáo trình Mô hình hóa trong quản lý và nghiên cứu môi trường: Phần 2

Nối tiếp nội dung phần 1, phần 2 cuốn sách giới thiệu tới người đọc một số mô hình cụ thể bao gồm: Mô hình ô nhiễm không khí, mô hình ô nhiễm nước, mô hình đơn giản về lan truyền hóa chất trong đất,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Mô hình hóa trong quản lý và nghiên cứu môi trường: Phần 2 Chương III MỘT SỐ MÔ HÌNH CỤ THỂ Trong thế giới hiện ñại ñang diễn ra rất nhiều hoạt ñộng sốngcủa con người mang tính tích cực ñể có một thế giới hiện ñại vàvăn minh, tuy nhiên cũng có rất nhiều hoạt ñộng làm ô nhiễm môitrường, ñe dọa ñến sức khỏe con người mà rất nhiều quốc gia, nhàkhoa học ñang tìm cách ñể hạn chế nó. Ô nhiễm môi trường baogồm 6 loại chính là: ô nhiễm không khí (sự gia tăng hàm lượng,xáo trộn thành phần không khí), ô nhiễm nước (suy giảm chấtlượng nước), ô nhiễm tiếng ồn (gia tăng về ñộ lớn và tần suất tiếngồn), ô nhiễm ñất (tích lũy quá giới hạn chất thải rắn và chất ñộc hạitrong ñất), ô nhiễm chất phóng xạ (rò rỉ và lan rộng các chất phóngxạ, nguyên tử có hại ñến hoạt ñộng sống) và ô nhiễm nhiệt (hiệntượng nóng lên toàn cầu). Có rất nhiều mô hình ñể mô phỏng và tính toán các quá trìnhhoạt ñộng trong môi trường xung quanh. Chúng ñược ñánh giá cótác ñộng mạnh mẽ ñến giai ñoạn nghiên cứu ñịnh lượng, tiết kiệmnhiều thời gian và vật chất mà lại ñem lại ñộ chính xác cao. Trongmôi trường nông nghiệp, môi trường ñược coi là có nguồn ô nhiễmkhông xác ñịnh lớn gây ảnh hưởng ñến môi trường sống. ðại diệncho những nguồn ô nhiễm này là ô nhiễm nguồn nước mặt do cácquá trình xói mòn bề mặt từ những nguồn phân bón và hóa chất bónhoặc thải vào ñất, ô nhiễm nguồn nước ngầm do các quá trình thấmsâu của các hóa chất nông nghiệp trên những vùng ñất có ñộ dẫn44nước cao, mực nước ngầm nông. ðể mô phỏng việc ñịnh lượng hóacác quá trình ô nhiễm này, một số mô hình tiêu biểu ñược xây dựngvà ñược ứng dụng rất rộng rãi.3.1. MÔ HÌNH Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ Sự lan truyền các chất ô nhiễm khác nhau trên một diện rộngtrong khí quyển là quá trình vật lý rất quan trọng. Sự lan truyền cácchất ô nhiễm không khí theo diện rộng trong khí quyển có thể gâyra tổn thất nặng nề trong những ñiều kiện khí tượng nào ñó. Vì vậyyếu tố khí tượng cần ñược nghiên cứu cẩn thận. Có nhiều yếu tốảnh hưởng tới kích thước và hình dạng ñám mây phát thải chất khívào khí quyển. ðể minh họa những gì diễn ra với ñám mây nàytrong quá trình lan tỏa trong khí quyển, chúng ta sử dụng hình 3.1. ðường trung tâm chùm khói Phẫu diện hàm lượng chất ô nhiễm Gió : Chiều cao ống khói : Chiều cao hiệu quả của ống khói : Chiều cao thải chất ô nhiễm Hs + ∆h : ðộ nâng của ống khóiHình 3.1: Sơ ñồ chùm phân tán chất ô nhiễm không khí ñược sử dụng trong nhiều mô hình phân tán không khí 45 Nồng ñộ của khí thay ñổi trong phạm vi từ 100% ở nhân tới 0tại gần biên của ñám mây. Sau một thời gian nào ñó, hạt nhân100% khí trở nên nhỏ hơn, còn vào thời ñiểm dài hơn, hạt nhân100% thậm chí gần như không còn nữa. Bắt ñầu từ thời ñiểm này,ñiểm cực ñại (nồng ñộ mặt ñất cực ñại) sẽ nhỏ hơn 100% và sẽ tiếptục giảm. Về thay ñổi không gian thì tiết diện nồng ñộ chất khítrong ñám mây ngày một trải rộng, ñiểm cực ñại của nồng ñộ (ñiểmở tâm của nó) càng ngày càng thấp xuống. Tại một ñiểm nào ñó,ñiểm cực ñại của nồng ñộ trở nên nhỏ hơn mức ñộ nguy hiểm. Hình này cho thấy sự thay ñổi diện tích vào thời ñiểm khi ñámmây chỉ mới ñược tạo thành ñến thời ñiểm khi tại một ñiểm nào ñócủa ñám mây nồng ñộ trở nên nhỏ hơn các giá trị ñược chọn củanồng ñộ ngưỡng.3.1.1. Các ñiều kiện ảnh hưởng ñến sự phát tán của khí trong khí quyển 3.1.1.1. Sự ảnh hưởng của lượng phát thải lên sự phát tánchất khí Cũng như trong các trường hợp phát thải tức thời và phát thảiliên tục, kích thước của vùng nguy hiểm sẽ càng lớn cả theo chiềudài lẫn chiều rộng, khi lượng chất ô nhiễm phát thải càng nhiều. 3.1.1.2. Ảnh hưởng ñộ ổn ñịnh của khí quyển lên sự phát tánchất khí Thời gian trong ngày, bức xạ mặt trời trong vùng phát thải,mức ñộ che phủ của mây và cường ñộ gió ñóng vai trò quan trọngtrong sự phát tán chất ô nhiễm trong môi trường không khí và vìnhững lý do ñó nên kích thước các vùng nguy hiểm cũng phụ thuộcvào các yếu tố này. Các nhà khí tượng ñã ñưa ra sự phân loại 6 mứcñộ ổn ñịnh.46 3.1.1.3. Ảnh hưởng của tính nổi của khí lên sự phát táncủa chúng Các chất khí phát thải vào khí quyển có thể nặng hơn hoặc nhẹhơn không khí. Trong trường hợp nhẹ hơn không khí, chất khí, haytạp chất có thể hòa trộn với không khí tạo thành trạng thái có mậtñộ gần với không khí. Nồng ñộ mặt ñất thường là nhỏ hơn bởi vìñiểm vớ ...