Tiu lun: Mụ hỡnh cht lng nc

GVHD: PGS.TS Trn c H

Câu 1: Tính toán và lập biểu đồ sự lan truyền BOD trong kênh thẳng có chiều
rộng trung bình B = 15 m, vận tốc dòng chảy trung bình v=0,25 m/s đến
khoảng cách x = 5000 m với nồng độ BOD ban đầu trong nớc thải Cx,0 = 150
mg/l. Hệ số K= 2.10-5/s.
3.1. Phần mềm Qual2E
Qual2E là phần mềm tính toán chất lợng dòng chảy mặt, mô phỏng quá trình xáo trộn
khuếch tán các chất thải từ các điểm xả hoặc nhánh sông vào lu vực sông cần kiểm soát
nồng độ ô nhiễm. Dựa vào các dữ liệu đa vào nh: BOD, COD, pH, N, P, tảocủa các
điểm xả hoặc nhánh sông từ đó máy sẽ cho kết quả thành phần các chất ô nhiễm có
trong lu vực sông tại điểm tính toán. Qua đó có thể kết luận đợc tại 1 điểm bất kỳ của lu vực sông có đạt tiêu chuẩn cho phép hay không và đa ra các kết luận nhận xét, giải
pháp phù hợp.
Cấu trúc dữ liệu đa vào gồm 2 thành phần:
-

Thành phần HeadWaters đợc xem là điểm đầu tiên của lu vực sông cần tính
toán.

-

Thành phần Reaches đợc xem là các phần tử trên lu vực sông. Cần nhập các
thông số đầu vào của nhánh đó nh: to, pH, BOD, DO, SS.

Khoảng cách giữa HeadWaters và Reach hoặc Reach với Reach đợc lấy theo từng kết
quả cụ thể. Nó khác nhau khi tính toán với BOD, DO, SS, tảo

Chơng trình có khả năng tính toán mô phỏng tới 15 chỉ tiêu chất lợng nớc với mọi kết
cấu định nghĩa mô hình tính toán do ngời dùng đề ra. Các chỉ tiêu đó bao gồm:

bẩn một chiều, quá trình này đợc mô tả biến đổi theo thời gian của các thành phần tạo
nên chất lợng nớc. Công thức này bao gồm sự ảnh hởng của tầng bình lu, quá trình
phân tán, sự pha loãng, Cho mọi chỉ tiêu có nồng độ là C, công thức có thể viết:
C

A x D L

(A x uC)
M
dC
x

=
dx
dx + (A x dx )
+s
t
x
x
dt

Trong đó:
M tải lợng (M);
x khoảng cách tính toán (L);
t thời gian (T);
C nồng độ chất thải (ML-3);
Ax diện tích mặt cắt ớt (L2);
DL hệ số phân tán theo phơng x (L2T-1);
u vận tốc trung bình (LT-1);
s nồng độ chất nguồn khác bổ cập (MT-1).

C
=
t

C
)
x (A x uC) dC + C s
A x x
A x x dt
V

(A x D L

HVTH: Nguyn Hu Hng Lp: CNMT 2009

2


Tiu lun: Mụ hỡnh cht lng nc
Trong điều kiện ổn định, đạo hàm riêng bằng 0:

GVHD: PGS.TS Trn c H
C
=0
t

Trong trờng hợp thay đổi một chỉ tiêu hay nói cách khác là yếu tố độc lập của quá trình
lan truyền, mô hình một chiều đợc định nghĩa bởi giới hạn:
dC
= Thay đổi một chỉ tiêu;

hạ lu cống xả. Nồng độ các chất ô nhiễm trong nớc thải Cxả (mg/l) phải thấp hơn giá trị
giới hạn cho phép quy định khi xả vào các vực nớc mặt trong quy chuẩn QCVN
24 :2009/BTNMT Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về nớc thải công nghiệp (xem phụ
lục 2).

HVTH: Nguyn Hu Hng Lp: CNMT 2009

3


Tiu lun: Mụ hỡnh cht lng nc

GVHD: PGS.TS Trn c H

QCVN
24:2009/BTNMT

QCVN
08:2008/BTNMT

3.4. Kết quả tính toán
3.4.1. Xác định mức độ xử lý nớc thải cần thiết theo chỉ tiêu BOD

HVTH: Nguyn Hu Hng Lp: CNMT 2009

4


Tiu lun: Mụ hỡnh cht lng nc


YES

HVTH: Nguyn Hu Hng Lp: CNMT 2009

5


Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
Algae
Periphyton
Phosphorous cycle
Nitrogen cycle
Disolved oxygen
Fecal Coliforms
Conservative Minerals
Arbitrary Non-conservative

GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ
NO
NO
NO
NO
YES
NO
NO
NO

CONTROL OPTIONS
List data input
Write optional summary

0.01000 1/hr
0.00100 mg/L

=========================== BASIN DATA ===========================

BASIN STRUCTURE
Number of headwaters
Number of reaches
w/o headwaters
Total reaches
Number of junctions
Number or point loads/sinks
Number of dams
Number of all elements

1
0
1
0
1
0
12

BASIN GEOGRAPHY
Latitiude
Longitude
Standard Meridian

45.00
45.00


Elevation

Dust
Cloudiness
Attenuation

Wind
Speed

(m)
(mps)
-----------------------------------------------------------------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

1.07400
1.04700
1.04700
1.02400
1.07400
1.04700
1.04700
1.02400
1.04700
1.00000
1.02400
1.00000

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

converted to heat
Nitrification coefficient

GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ
1.0000
10.0000

LIGHT SIMULATION OPTIONS
Light
Daily
Algae
Light
Light
Hours
Total

function option: Half Saturation
averaging option: Daily Average
growth option:
Multiplicative
saturation coef
1.0000 Langleys/min
averaging factor
0.920
of daylight
12.000
daily radiation
0.000 Langleys

DOWNSTREAM CONDITIONS

0.00
0.00
0.00

=========================== REACH DATA ===========================

IDENTIFICATION
No Name

From
To
Elements
(km)
(km)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang
6.00
0.00
12

INITIAL CONDITIONS
No Name

Temp
DO
BOD
Coliform
(C)
(mg/L) (mg/L) (No/100mL)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang
25.00

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)


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
No Name

Organic


9


Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước

GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ

-----------------------------------------------------------------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
Decay
Ratio
Rate
Extinc
Coef
(ug chla/mg) (ft/dy) (1/ft)
(1/dy)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang
0.00000
0.0000

Coliform
(cms)
(C)
(mg/L) (mg/L) (No/100mL)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh t
0.250
25.0
0.00
150.00
0.00

INCREMENTAL INFLOW NITROGEN AND PHOSPHOREOUS COEFFICIENTS
No Name

Chloropyhll

Organic
Dissolved
Phosphorus
Phosphorus
(ug/L)
(mg/L)
(mg/L)
-----------------------------------------------------------------1 Thuong nguon Kenh thang
0.000
0.0000
0.000

INITIAL NITROGEN AND PHOSPHOREOUS COEFFICIENTS (continued)
No Name


0.25

25.0

6.90

3.10

HEADWATER NITROGEN AND PHOSPHORUS

HVTH: Nguyễn Hữu Hưng Lớp: CNMT 2009

10


Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
No Name

Coliform

GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ
Chlorophyll

Organic
Dissolved
Phosphorus
Phos
(No/100ml) (ug/L)
(mg/L)


=================== SOURCE/SINK & DAM SITE DATA ==================

POINT SOURCE/SINK PROPERITES
No Name

Type

Prcnt
Treat

Flow

Temp

DO

BOD

(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

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

QUAL 2-E for Windows (32 bit version)
copyright 1997/99
by C.R. Nippert and J. Davis
Widener University, Chester Pa

HVTH: Nguyễn Hữu Hưng Lớp: CNMT 2009

11


Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước

GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ

all rights reserved

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Rch El
No No

Begin

Thuong nguon Kenh
1 1
6.00
1 2
5.50
1 3
5.00
1 4
4.50
1 5
4.00
1 6
3.50

0.50
0.00

Flow

0.271
1.04
1.06
1.09
1.11
1.13
1.15
1.17
1.19
1.21
1.23
1.25

0
0.752
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0

5
6
7
8
9
10

Rch El
No No

Thuong nguon Kenh thang
1 1
0.173
0.033
1 2
0.295
0.020
1 3
0.298
0.019
1 4
0.300
0.019
1 5
0.302
0.019
1 6
0.304
0.019
1 7

15.004
15.003
15.003
15.003
15.003

781
1.77e+03
1.79e+03
1.81e+03
1.83e+03
1.85e+03
1.87e+03
1.89e+03
1.91e+03
1.93e+03

12


Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
11
12

1 11
1 12

0.315
0.317


3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Rch El
No No

Thuong nguon Kenh thang
1 1
7606
1 2
7737
1 3
7740
1 4
7743
1 5
7746
1 6
7749
1 7
7751
1 8

0
0
0
0
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 : J:\Hung_cam xoa\Cao Hoc\hung\hung.REA
Basin : TIEU LUAN MO HINH CHAT LUONG NUOC
Run
: Lap bieu do su lan truyen chat BOD
Date
Time

: 7/18/2010
: 21:47

REACTION COEFFICIENT SUMMARY (part 1)
El
No

DO


Thuong nguon Kenh thang
OConnor and Dobbins (3)
1 1
8.264
55.124
2.174
0.011
1 2
8.264
38.135
2.174
0.011
1 3
8.264
20.998
2.174
0.011
1 4
8.264
20.706
2.174
0.011
1 5
8.264
20.424
2.174
0.011
1 6
8.264


0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000

13


Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
12

1 12

8.264

18.678

GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ
2.174

0.011


10
11
12

Rch El
No No

Thuong nguon Kenh thang
1 1
0.000
0.000
1 2
0.000
0.000
1 3
0.000
0.000
1 4
0.000
0.000
1 5
0.000
0.000
1 6
0.000
0.000
1 7
0.000
0.000
1 8

0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000

REACTION COEFFICIENT SUMMARY (part 3)
El
No

OrgP
OrgP
DisP

1 3
0.000
0.000
1 4
0.000
0.000
1 5
0.000
0.000
1 6
0.000
0.000
1 7
0.000
0.000
1 8
0.000
0.000
1 9
0.000
0.000
1 10
0.000
0.000
1 11
0.000
0.000
1 12
0.000
0.000

Widener University, Chester Pa
all rights reserved

========================== CONTROL DATA =========================

WATER QUALITY DATA
File : J:\Hung_cam xoa\Cao Hoc\hung\hung.QUA
Basin : TIEU LUAN MO HINH CHAT LUONG NUOC
Run
: Lap bieu do su lan truyen chat BOD
Date
Time

: 7/18/2010
: 21:47

HVTH: Nguyễn Hữu Hưng Lớp: CNMT 2009

14


Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước

GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ

STEADY STATE SIMULATION
WATER QUALITY VARIABLES (part 1)
El
No


1 6
25.00
1 7
25.00
1 8
25.00
1 9
25.00
1 10
25.00
1 11
25.00
1 12
25.00

STEADY STATE SIMULATION
WATER QUALITY VARIABLES (part 2)
El
No

Rch El
No No

DO
BOD
OrgN
NH3N
NO2N
(mg/L)
(mg/L)

0.00
135.501
1 6
0.00
130.381
1 7
0.00
125.584
1 8
0.00
121.085
1 9
0.00
116.863
1 10
0.00
112.895
1 11
0.00
109.163
1 12
0.00
105.651

0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000

0.000
0.000

STEADY STATE SIMULATION
WATER QUALITY VARIABLES (part 3)
El
No

Total
Total
NO3N
N
OrgP
DisP
P
(mg/L)
(mg/L)
(mg/L)
(mg/L)
(mg/L)
-----------------------------------------------------------------1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

0.000
1 9
0.00
0.000
1 10
0.00
0.000
1 11
0.00
0.000
1 12
0.00
0.000

0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000

HVTH: Nguyễn Hữu Hưng Lớp: CNMT 2009

0.000

GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ

WATER QUALITY VARIABLES (part 3)
El
No

Rch El
No No

Coliform
CHLA
NO3N
(#/100mL)
(ug/L)

(SI)
-----------------------------------------------------------------1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Thuong nguon Kenh thang

1 11
0.00
0.000
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
File : J:\Hung_cam xoa\Cao Hoc\hung\hung.DOD
Basin : TIEU LUAN MO HINH CHAT LUONG NUOC
Run
: Lap bieu do su lan truyen chat BOD
Date
Time

: 7/18/2010
: 21:47

STEADY STATE SIMULATION
DISOLVED OXYGEN (part 1)
El
No


1 2
25.00
8.264
1 3
25.00
8.264
1 4
25.00
8.264
1 5
25.00
8.264
1 6
25.00
8.264
1 7
25.00
8.264
1 8
25.00
8.264
1 9
25.00
8.264
1 10
25.00
8.264

7.246
1.526

0.000
0.000

16


Tiểu luận: Mô hình chất lượng nước
11
12

1 11
1 12

25.00
25.00

8.264
8.264

GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ
0.000
0.000

8.264
8.264

0.000
0.000

STEADY STATE SIMULATION

1 1
0.00
190.794
1 2
0.00
36.774
1 3
0.00
0.000
1 4
0.00
0.000
1 5
0.00
0.000
1 6
0.00
0.000
1 7
0.00
0.000
1 8
0.00
0.000
1 9
0.00
0.000
1 10
0.00
0.000

-237.374
-229.737

-0.000
-0.000
-0.000
-0.000
-0.000
-0.000
-0.000
-0.000
-0.000
-0.000
-0.000
-0.000

STEADY STATE SIMULATION
DISOLVED OXYGEN (part 3)
El Rch El
Net
No No No
P-R
NH3-H
NO2-H
-----------------------------------------------------------------1
2
3
4
5
6

0.000
-0.000
1 9
0.000
-0.000
1 10
0.000
-0.000
1 11
0.000
-0.000
1 12
0.000
-0.000

-0.000
-0.000
-0.000
-0.000
-0.000
-0.000
-0.000
-0.000
-0.000
-0.000
-0.000
-0.000

HVTH: Nguyễn Hữu Hưng Lớp: CNMT 2009