XÂY DỰNG MÔ HÌNH LAN TRUYỀN VÀ CHUYỂN HÓA CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG DÒNG CHẢY . Phương trình sự lan truỳen chất trong dòng chảy Các mô hình chất lượng nước trong dòng chảy thực chất là các phương trình toán học được dùng để mô tả các quá trình xáo trộn, pha loảng và chuyển hóa các chất trong dòng chảy dựa trên cơ sở định luật bảo toàn khối lượng của các chất ô nhiễm mà chúng ta đang xét trong dòng chảy. Thiết lập mô hình vận chuyển-khuếch tán các chất trong dòng chảy dựa trên cơ sở. | Chương 4 XÂY DỰNG MÔ HÌNH LAN TRUYỀN VÀ CHUYÊN HÓA CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG DÒNG CHẢY . Phương trình sự lan truỳen chất trong dòng chảy Các mô hình chất lượng nước trong dòng chảy thực chất là các phương trình toán học được dùng để mô tả các quá trình xáo trộn pha loảng và chuyển hóa các chất trong dòng chảy dựa trên cơ sở định luật bảo toàn khối lượng của các chất ô nhiễm mà chúng ta đang xét trong dòng chảy. Thiết lập mô hình vận chuyển-khuếch tán các chất trong dòng chảy dựa trên cơ sở các nguyên lý cơ bản là sự thay đổi theo thời gian của các chất hữu cơ trong một đơn vị thể tích V cho trước nằm trong dòng chảy do các nguyên nhân sau Trao đổi khối lượng do quá trình khuếch tán vật chất qua diện tích mặt cắt ngang. Đó là quá trình dịch chuyển của vật chất dưới tác động của gradient nồng độ. Qúa trình này tuân thủ theo định luật Fick. Sự thay đổi chuyển hóa các chất trong dòng chảy do các quá trình chuyển hóa sinh hóa và trao đổi vật chất trong dòng chảy. Cơ sở là các phản ứng trao đổi ion các phản ứng oxy hóa-khử các quá trình sinh địa hóa sự thủy phân các chất các quá trình vật lý hóa học và sinh học. Xét một đơn vị thể tích V trong dòng chảy giả thiết rằng sự xáo trộn trong hệ thống là lý tưởng trên cơ sở định luật bảo toàn khối lượng ta có Sự tích lũy vật chất lượng vật chất tải vào lượng vật chất khuếch tán vào - lượng vật chất tải ra lượng vật chất khuếch tán ra phản ứng chuyển hóa Hình. đồ cân bằng vật chất trong một đơn vị thể tích Hay V dC dt - Q C AC . dC dC - EA A-- dx dx Trong đó _dC dC . . d dC I. VdC -Q Ax EA- I Ax-kCV dt dx dx I dx J dC I QC 1 - EA dCI dx J -PkCV E- Hệ số phân tán dọc dòng chảy V AAx A - Diện tích mặt cắt ướt L2 k -Hằng số tốc độ phân hủy T-1 Chia hai vế cho V AAx và với giả thiết rằng trong khoảng thời gian đang xét dV . _ .Ằ . 0 và khi Ax 0 tới . ta có phương trinh vi phân một chiều mô phỏng sự thay đôi dt nồng độ các chất ô nhiễm trên đoạn sông tính toán. Hay dC Q dC d dC - E I I- kC dt A dx dx dx J 8C
