Mô hình hóa và mô phỏng quá trình lan truyền chất ô nhiễm trong nước biển ven bờ tại trung tâm điện lực Duyên Hải

Trung tâm Điện lực Duyên Hải bao gồm các nhà máy nhiệt điện đáp ứng nhu cầu điện năng của quốc gia, đặc biệt là khu vực phía Nam. Với nguồn nhiên liệu chính là than, quá trình hoạt động của các nhà máy nhiệt điện tiềm ẩn những nguy cơ và các tác động đến môi trường khi có những sự cố xảy ra hoặc các hệ thống xử lý môi trường không được kiểm soát tốt. Các nhà máy đã sử dụng một lượng lớn nước biển ở khu vực đê chắn sóng để làm mát tổ máy phát điện, nước biển sau quá trình làm mát sẽ theo hệ thống kênh dẫn thải ra biển. Kết quả mô phỏng quá trình lan truyền chất ô nhiễm trong nước biển ven bờ khu vực Trung tâm Điện lực Duyên Hải nhằm đánh giá hiện trạng môi trường nước biển ven bờ và làm cơ sở cho việc mô phỏng quá trình lan truyền chất ô nhiễm trong nước biển ven bờ, phục vụ dự báo và đề xuất các biện pháp quản lý môi trường tốt hơn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mô hình hóa và mô phỏng quá trình lan truyền chất ô nhiễm trong nước biển ven bờ tại trung tâm điện lực Duyên HảiNghiên cứu khoa học công nghệ MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH LAN TRUYỀN CHẤT Ô NHIỄM TRONG NƯỚC BIỂN VEN BỜ TẠI TRUNG TÂM ĐIỆN LỰC DUYÊN HẢI Nguyễn Thị Kim Yến*, Nguyễn Thị Thơm, Nguyễn Thị Hồng Nhung, Lương Viên Bội Dinh Tóm tắt: Trung tâm Điện lực Duyên Hải bao gồm các nhà máy nhiệt điện đáp ứng nhu cầu điện năng của quốc gia, đặc biệt là khu vực phía Nam. Với nguồn nhiên liệu chính là than, quá trình hoạt động của các nhà máy nhiệt điện tiềm ẩn những nguy cơ và các tác động đến môi trường khi có những sự cố xảy ra hoặc các hệ thống xử lý môi trường không được kiểm soát tốt. Các nhà máy đã sử dụng một lượng lớn nước biển ở khu vực đê chắn sóng để làm mát tổ máy phát điện, nước biển sau quá trình làm mát sẽ theo hệ thống kênh dẫn thải ra biển. Kết quả mô phỏng quá trình lan truyền chất ô nhiễm trong nước biển ven bờ khu vực Trung tâm Điện lực Duyên Hải nhằm đánh giá hiện trạng môi trường nước biển ven bờ và làm cơ sở cho việc mô phỏng quá trình lan truyền chất ô nhiễm trong nước biển ven bờ, phục vụ dự báo và đề xuất các biện pháp quản lý môi trường tốt hơn.Từ khóa: Trung tâm Điện lực Duyên Hải; Nước biển ven bờ; Mô hình MIKE21. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Trung tâm Điện lực Duyên Hải được xây dựng tại ấp Mù U, xã Dân Thành và mộtphần của ấp Cồn Trứng, xã Trường Long Hoà, thị xã Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh. Các dự ántại Trung tâm Điện lực Duyên Hải thuộc Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) bao gồmNhà máy Nhiệt điện (NMNĐ) Duyên Hải 1, Duyên Hải 2, Duyên Hải 3, Duyên Hải 3 mởrộng và Cảng biển Trung tâm Điện lực Duyên Hải. [1,2,4] Việc vận hành NMNĐ Duyên Hải 1 (tháng 1/2016) và Duyên Hải 3 (tháng 3/2017) đãgóp phần quan trọng trong việc đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia, đặc biệt là khu vựcphía Nam và miền Tây Nam bộ. Tuy nhiên, quá trình vận hành các nhà máy nhiệt điệnthan có các ảnh hưởng nhất định đến chất lượng nước biển ven bờ và khu vực lân cận. [3,5] Việc mô phỏng quá trình lan truyền chất ô nhiễm trong nước biển ven bờ với mô hìnhMIKE nhằm đánh giá hiện trạng cũng như đưa ra cái nhìn tổng quan về ảnh hưởng, tácđộng do các hoạt động của các nhà máy đến môi trường nước biển ven bờ và đời sống, sảnxuất của người dân trong vùng là vô cùng cần thiết. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Để đánh giá hiện trạng và dự báo diễn biến chất lượng nước biển ven bờ, cụ thể là phântán nhiệt cùng nồng độ mặn do xả thải nước làm mát của 2 NMNĐ Duyên Hải 1, DuyênHải 3 hiện tại và 4 NMNĐ Duyên Hải 1, 2, 3 và 3 mở rộng trong tương lai, nhóm thựchiện đã ứng dụng mô hình hai chiều của MIKE21 cùng mô hình lan truyền chất MIKE21FM nhằm đánh giá hiện trạng môi trường cũng như diễn biến về chất lượng nước biểnven bờ trong khu vực và làm cơ sở cho dự báo các tác động có thể có trong tương lai khitất cả các nhà máy hoạt động đủ công suất.2.1. Cơ sở lý thuyết Mô hình MIKE21 là mô hình chất lượng nước dự báo lan truyền ô nhiễm nhiệt, độmặn, dầu trong nước biển. Mô hình MIKE21FM là một hệ thống mô hình toán học phổ biến cho việc mô phỏngthuỷ động lực của các dòng chảy đồng nhất thẳng đứng và cho việc mô phỏng chuyểnTạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 65, 02 - 2020 233 Thông tin khoa học công nghệđộng của dòng chảy. Hệ thống lập mô hình có khả năng sử dụng cả lưới tính toán đườngthẳng cũng như đường cong. Chúng được xây dựng để tính toán chất lước nước trongsông, biển và hồ chứa. MIKE21FM được sử dụng cho các ứng dụng tương tự như MIKE21 chuẩn, cụ thể làviệc mô phỏng dòng chảy bề mặt tự do 2 chiều và di chuyển của chất lượng nước trong hồ,cửa sông, vịnh và các khu vực bờ biển mà ở đó việc phân tầng có thể bị bỏ qua. - Phạm vi ứng dụng của mô hình bao gồm:  Mô phỏng thủy lực 2 chiều;  Mô phỏng tải khuếch tán (tính toán theo vật lý);  Mô phỏng chất lượng nước (các phản ứng hóa học);  Mô phỏng vận chuyển bùn cát. - Cơ sở tính toán của mô hình mô phỏng: + Phương trình thủy lực cơ bản: Mô hình dòng chảy dựa trên các mối quan hệ bảo toàncác đại lượng vật lý, bao gồm bảo toàn khối lượng, bảo toàn động lượng và bảo toàn nănglượng. Biểu diễn các quá trình, các yếu tố đặc trưng của một khối chất lỏng nhỏ chuyểnđộng, ta được hệ các phương cơ bản hay hệ phương trình Navier - Stockes. 1 = − + + + − ⃗∇ (1) 1 = − + + + − ⃗∇ (2) =− (3) ...