Luận văn Sử dụng mô hình Mike 21 đánh giá quá trình lan truyền nhiệt vùng cửa sông Trà Lý dưới ảnh hưởng của nhà máy nhiệt điện Thái Bình 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  
---------------------  
Họ và tên tác giả luận văn  
HOÀNG THỊ HẰNG NGA  
TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN  
Sử dụng mô hình Mike 21 đánh giá quá trình lan truyền nhiệt vùng cửa sông Trà  
Lý dưới ảnh hưởng của nhà máy nhiệt điện Thái Bình 2.  
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC  
Hà Nội - 2013  
1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  
---------------------  
Họ và tên tác giả luận văn  
HOÀNG THỊ HẰNG NGA  
TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN  
Sử dụng mô hình Mike 21 đánh giá quá trình lan truyền nhiệt vùng cửa sông Trà  
Lý dưới ảnh hưởng của nhà máy nhiệt điện Thái Bình 2.  
Chuyên ngành: Hải dương học  
Mã số: 60440228  
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC  
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:  
PGS.TS. Nguyễn Thọ Sáo  
Hà Nội – 2013  
2
LỜI CẢM ƠN.  
Nghiên cứu này được thực hiện trong khuôn khổ đề tài luận văn tốt nghiệp lớp  
cao học chuyên ngành Hải Dương học, khóa 2011-2013 tại khoa Khí tượng, Thủy văn  
và Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên.  
Trong quá trình tham gia khóa học, học viên đã nhận được sự chỉ dạy tận tình của  
các thầy trong Bộ môn Hải dương học cho các môn học chuyên ngành. Học viên xin trân  
trọng cảm ơn các Thầy về những kiến thức đã được truyền thụ thông qua các môn học.  
Luận văn này được thực hiện từ tháng 1-2013 đến tháng 12 năm 2013, trong quá  
trình nghiên cứu để đi đến những kết quả trong luận văn này, học viên luôn nhận được  
sự hướng dẫn rất tận tình, những gợi ý, chỉ dẫn và khích lệ quý báu của PGS. TS. Nguyễn  
Thọ Sáo (Khoa KTTV và HDH, Đại học KHTN), học viên xin chân thành bày tỏ lòng  
biết ơn sâu sắc tới Thầy về những hỗ trợ đó.  
Học viên cũng xin chân thành cảm ơn Trung tâm động lực học thủy khí môi  
trường cùng các cán bộ trung tâm đã luôn dành thời gian giải đáp, thảo luận một số vấn  
đề học viên khúc mắc liên quan đến ứng dụng mô hình trong quá trình thực hiện luận  
văn này.  
Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô khác trong bộ môn Hải  
dương học, Văn phòng khoa KTTV và HDH, các bạn đồng nghiệp đã quan tâm động  
viên và tạo điều kiện thuận lợi nhất để học viên hoàn thành nhiệm vụ của mình.  
Trong quá trình học tập và thực hiện luận văn, chắc không tránh khỏi những  
thiếu sót, rất mong những ý kiến đóng góp của các thầy và các đồng nghiệp để học viên  
hoàn thiện luận văn.  
Hà Nội, ngày 1 tháng 12 năm 2013  
Học viên  
3
MỞ ĐẦU  
Nhà máy nhiệt điện Thái Bình 2 là dự án quan trọng trong mục tiêu chiến lược  
phát triển nguồn điện của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam đến năm 2015, định hướng đến  
năm 2025. Đây cũng là dự án nguồn điện cấp bách thuộc tổng quy hoạch điện VI đã  
được Chính phủ phê duyệt. Nhà máy nhiệt điện Thái Bình 2 có công suất thiết kế  
1.200MW với tổng mức đầu tư hơn 34.295 tỉ đồng, mỗi năm sản xuất được 6,739 tỉ kWh  
điện thương phẩm.  
Đây là một trong 2 nhà máy điện thuộc Trung tâm nhiệt điện Thái Bình nằm ở tả  
ngạn sông Trà Lý, cách cửa sông Trà Lý khoảng 3km về phía tây, nằm trên diện tích  
254.22 ha. Sự ra đời của nhà máy nhiệt điện Thái Bình 2 sẽ góp phần quan trọng trong  
việc bổ sung một lượng công suất lớn cho hệ thống điện, đáp ứng một phần nhu cầu tiêu  
thụ điện ngày càng tăng của hệ thống điện quốc gia Việt Nam giai đoạn từ 2013 trở đi.  
Bên cạnh việc cung cấp điện lưới quốc gia, xuất khẩu và dự trữ điện năng phục  
vụ những nhu cầu thiết yếu để phát triển kinh tế thì việc sử dụng than đá làm nhiên liệu  
đốt, quá trình lấy nước làm mát cho hệ thống tua bin của nhà máy rồi xả ra khu vực cửa  
sông Trà Lý sẽ ít nhiều gây ảnh hưởng tới môi trường và hệ sinh thái dưới nước xung  
quanh cửa sông này.  
Nước được lấy vào từ cửa sông qua ống bình ngưng, làm mát các tua bin rồi xả  
trở lại môi trường. Nước thải từ quá trình làm nguội thiết bị của nhà máy nhiệt điện có  
lưu lượng lớn, loại nước thải này ít bị ô nhiễm, thường chỉ được làm nguội và cho chảy  
thẳng ra nguồn nước mặt khu vực. Tuy nhiên nước xả từ lò hơi lại có nhiệt độ, độ pH  
cao và có chứa một lượng nhỏ dầu mỡ, cặn lò không hoà tan, chất vô cơ dẫn đến làm  
giảm lượng oxi hòa tan, thay đổi nồng độ của các chất dinh dưỡng cũng như các chất  
hòa tan dẫn đến thay đổi môi trường sống của các sinh vật dưới nước. Đặc biệt sự thay  
đổi nhiệt độ trong nước có ý nghĩa rất lớn đối với ngưỡng nhiệt cuả sinh vật, mức độ lan  
4
truyền và khuếch tán nhiệt ảnh hưởng trực tiếp đối với hệ sinh thái trong môi trường  
nước.  
Việc sử dụng các mô hình số để tính toán các trường hợp giả định sẽ đưa ra bức  
tranh đầy đủ về quá trình lan truyền, khuếch tán nhiệt. Trên cơ sở đó cùng với sự nhận  
thức được mức độ cấp thiết của vấn đề, học viên đã lựa chọn đề tài “Sử dụng mô hình  
Mike 21 tính toán lan truyền nhiệt vùng cửa sông Trà Lý dưới ảnh hưởng của nhà  
máy nhiệt điện Thái Bình 2”. Các kịch bản mô phỏng sự lan truyền nhiệt với các giả  
thiết được nêu ra có thể đánh giá mức độ lan truyền và ảnh hưởng của sự biến đổi nhiệt  
độ trong môi trường nước tới sinh vật trong hệ sinh thái nước cửa sông Trà Lý.  
Các kết quả nghiên cứu trong luận văn góp phần bổ sung thêm thông tin khoa học  
và nghiên cứu đánh giá vai trò, tác động của biến đổi nhiệt tới hệ sinh thái môi trường  
nước.  
5
Mục lục  
MỞ ĐẦU  
6
Danh mục các hình.  
8
Hình 23: Diện tích lan truyền nhiệt (km2)..................................................................51  
Hình 24: Đường mực nước và vận tốc tại trạm Định CưError! Bookmark not  
defined.  
Hình 26: So sánh diện tích truyền nhiệt (km2)...........................................................53  
Hình 30: Đường mực nước và vận tốc.......................Error! Bookmark not defined.  
Hình 33: Đường mực nước và vận tốc.......................Error! Bookmark not defined.  
Hình 36: Đường mực nước và vận tốc.......................Error! Bookmark not defined.  
Hình 38: So sánh diện tích lan truyền nhiệt...............Error! Bookmark not defined.  
Hình 40: So sánh diện tích lan truyền nhiệt...............Error! Bookmark not defined.  
Hình 41: Đường mực nước và vận tốc.......................Error! Bookmark not defined.  
Hình 43: So sánh diện tích lan truyền nhiệt...............Error! Bookmark not defined.  
Hình 44: Đường mực nước và vận tốc.......................Error! Bookmark not defined.  
9
Hình 46: So sánh diện tích lan truyền nhiệt...............Error! Bookmark not defined.  
Hình 47: Đường mực nước và vận tốc.......................Error! Bookmark not defined.  
Hình 49: So sánh diện tích lan truyền nhiệt...............Error! Bookmark not defined.  
Hình 50: Đường mực nước và vận tốc.......................Error! Bookmark not defined.  
Hình 52: So sánh diện tích lan truyền nhiệt...............Error! Bookmark not defined.  
10  
Danh mục các bảng biểu.  
11  
Chương I: Tổng quan khu vực nghiên cứu  
1.1 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu  
Nhà máy Nhiệt điện Thái Bình 2 là dự án quan trọng thuộc Trung tâm Điện lực  
Thái Bình. Theo thiết kế, nhà máy gồm 2 tổ máy với tổng công suất 1.200 MW do Tập  
đoàn Dầu khí quốc gia Việt Nam giao cho Tổng công ty Điện lực dầu khí làm chủ đầu  
tư. Nhà máy được đặt ở phía nam xã Mỹ Lộc, thuộc tả ngạn sông Trà Lý, cách cửa sông  
3 km về phía Tây, cách thành phố Thái Bình khoảng 20 km về phía Đông (hình 3)  
Thái Bình nằm trong hệ tọa độ 20o17’-20o44’ vĩ độ Bắc, 106o06’-106o39’ kinh độ  
Đông. Từ Tây sang Đông dài 54km, từ Bắc xuống Nam dài 49km, có 3 mặt giáp sông,  
một mặt giáp biển, giữa tỉnh có sông Trà Lý chảy qua chia tỉnh thành hai miền Nam Bắc.  
Diện tích tự nhiên 157200 ha, dân số Thái Bình là 1.8 triệu người, địa hình tương đối  
bằng phẳng, có xu thế dốc dần từ Bắc xuống Đông Nam, cao độ trung bình từ 1-1.5m so  
với mực nước biển.  
Vùng biển ven bờ của tỉnh Thái Bình bao gồm địa giới hành chính của các huyện  
Tiền Thái và Thái Thụy. Với diện tích của vùng biển khoảng trên 500 km2, bao gồm các  
bãi bồi, rừng ngập mặn, các cửa sông và vùng biển ven bờ với khoảng cách xa bờ xấp xỉ  
là 10,8 km, chiếm khoảng 51% diện tích của toàn vùng. Vùng này được bồi tụ phù sa  
hằng năm, có cao độ từ 0 đến 0,9 m, trải dần ra biển.  
Sông Trà Lý (hình 2) là phân lưu cấp I của sông Hồng, nhận nước từ bờ trái của  
sông Hồng tại cửa Phạm Lỗ (Hồng Lý - Vũ Thư). Sông Trà Lý nằm hoàn toàn trong tỉnh  
Thái Bình, chảy từ Tây sang Đông với chiều dài 63 km, độ dốc lòng sông nhỏ, hệ số uốn  
khúc (khá lớn 1,55). Theo tài liệu của trạm khí tượng thủy văn Thái Bình tại mặt cắt khu  
vực sông Trà Lý chảy qua Thành phố Thái Bình, nơi thu nước của các nhà máy nước  
thành phố Thái Bình, các thông số của sông Trà Lý về cốt cao đáy, mực nước, hàm lượng  
phù sa dao động lớn, từ 2,54 đến 5,17 g/m3. Chiều rộng lòng sông từ 300 đến 350 m.  
Lưu lượng trung bình khoảng 261 m3/s.  
13  
   
Hình 1: Địa hình vịnh Bắc Bộ  
Nhà máy  
Nhiệt điện  
TB2  
Hình 2: Địa hình sông Trà Lý  
14  
   
Bản thiết kế nhà máy nhiệt điện  
Phối cảnh nhà máy nhiệt điện Thái Bình2  
Hình 3: Bản thiết kế nhà máy  
1.2 Đặc điểm khí tượng thủy văn Thái Bình.  
Thái Bình thuộc vùng cận nhiệt đới gió mùa, hàng năm có 2 mùa rõ rệt. Mùa mưa  
từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa chiếm khoảng 80% lượng mưa cả năm, thời gian  
này cũng thường có bão đổ bộ cùng với lũ lớn của vùng đồng bằng Bắc Bộ. Mùa khô từ  
tháng 11 đến tháng 4, thời kỳ này lượng mưa thấp thường có gió mùa đông bắc, có thể  
mạnh đến cấp 5 cấp 6 trùng với triều cường, nước mưa gây nguy hiểm cho hệ thống đê  
biển.  
Thủy triều khu vực Thái Bình mang đặc trưng chế độ nhật triều, mỗi tháng có từ  
24-25 ngày nước lên 1 lần và xuống 1 lần, thời gian nước lên và nước xuống bằng nhau,  
mực triều cao nhất lên tới 3.5m mực triều thấp nhất xuống -1.6m.  
Khí hậu dải ven biển của tỉnh Thái Bình mang tính chất chung của khí hậu nhiệt  
đới gió mùa. Mùa đông thịnh hành gió Đông Bắc, mùa hè thịnh hành gió Đông Nam.  
Đặc trưng các yếu tố khí tượng chủ yếu ở khu vực như sau:  
15  
   
1.2.1 Nhiệt độ không khí  
Nhiệt độ không khí có ảnh hưởng đến sự lan truyền và chuyển hoá các chất ô  
nhiễm trong không khí gần mặt đất và nguồn nước. Nhiệt độ trung bình các tháng, năm  
từ 2006-2010 được trình bày ở bảng 1.  
Bảng 1: Nhiệt độ không khí  
Đơn vị tính : oC  
Năm  
Tháng  
TB  
2006  
17,5  
18,1  
19,3  
24,2  
26,5  
29,0  
29,4  
27,4  
26,7  
26,1  
24,0  
17,7  
23,8  
2007  
16,2  
20,7  
20,6  
22,3  
26,0  
29,7  
30,0  
28,1  
26,2  
24,8  
20,2  
19,9  
23,7  
2008  
15,0  
23,3  
20,0  
23,8  
26,4  
28,0  
29,2  
28.3  
27,1  
25,9  
21,1  
17.7  
23,8  
2009  
15,4  
21,4  
20,3  
23,4  
26,1  
29,6  
29,4  
28,9  
27,6  
25,4  
20,8  
19,1  
23,9  
2010  
17,4  
19,8  
20,9  
22,4  
27,4  
30,0  
30,1  
27,7  
27,5  
24,4  
21,5  
19,2  
24,0  
1
2
16,3  
20,6  
20,2  
23,2  
26,5  
29,3  
29,6  
28,1  
27,1  
25,3  
22,2  
18,7  
23,8  
3
4
5
6
7
8
9
10  
11  
12  
TB  
Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Thái Bình 2010  
Từ những kết quả trong bảng 1 cho thấy nhiệt độ trung bình năm của tỉnh Thái  
Bình năm từ năm 2006 đến năm 2010 dao động từ 23,7 đến 24oC. Nếu xét theo tháng thì  
nhiệt độ trung bình của tháng 1 thấp nhất (16,3oC) và nhiệt độ trung bình tháng cao nhất  
là 29,6oC (tháng 7). Sự biến động của nhiệt độ trung bình tháng nhiều năm của tỉnh Thái  
Bình được thể hiện trên biểu đồ hình 4.  
16  
   
Độ C  
35  
30  
25  
20  
15  
10  
5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10  
11  
12  
Tháng  
Hình 4: Diễn biến nhiệt độ trung bình nhiều năm theo các tháng  
Hình 4 cho thấy nhiệt độ trung bình theo các tháng trong năm của tỉnh Thái Bình  
dao động không lớn từ 16,3oC đến 29,6oC.  
1.2.2 Độ ẩm không khí  
Độ ẩm của không khí lớn tạo điều kiện cho vi sinh vật từ mặt đất phát tán vào  
không khí phát triển nhanh chóng, lan truyền trong không khí và chuyển hoá các chất  
độc hại gây ô nhiễm môi trường.  
Độ ẩm trung bình theo tháng nhiều năm là 85,6%, trong đó các tháng 3 và 4  
thường có độ ẩm trung bình tháng lớn nhất. Nguyên nhân có thể gió chịu ảnh hưởng của  
gió nồm. Độ ẩm trung bình nhỏ thường xuất hiện vào các tháng 11, 12. Đây là thời kỳ  
chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông-Bắc.  
Bảng 2: Độ ẩm không khí trung bình các tháng, năm từ 2006-2010  
Đơn vị: %  
2006  
2007  
2008  
2009  
2010  
Trung bình  
85,6  
Bình quân năm  
85  
85  
86  
86  
86  
Tháng 1  
83  
80  
87  
80  
91  
84.2  
17  
     
2006  
90  
90  
88  
87  
84  
81  
89  
84  
85  
83  
2007  
89  
93  
88  
87  
81  
81  
89  
88  
84  
73  
2008  
80  
89  
91  
88  
88  
82  
89  
90  
87  
80  
2009  
91  
91  
92  
89  
81  
84  
87  
88  
86  
77  
2010  
89  
89  
94  
90  
81  
81  
90  
89  
80  
78  
Trung bình  
87.8  
Tháng 2  
Tháng 3  
Tháng 4  
Tháng 5  
Tháng 6  
Tháng 7  
Tháng 8  
Tháng 9  
Tháng 10  
Tháng 11  
90.4  
90.6  
88.2  
83  
81.8  
88.8  
87.8  
84.4  
78.2  
Tháng 12  
79  
86  
80  
83  
82  
82  
Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Thái Bình 2010  
Từ những kết qủa trong bảng trên cho thấy độ ẩm tương đối trung bình năm của  
khu vực từ năm 2006-2010 dao động từ 85-86%. Đây là giá trị độ ẩm đặc trưng của vùng  
ven biển, nhiệt đới gió mùa.  
%
92  
90  
88  
86  
84  
82  
80  
78  
76  
tháng  
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10  
11  
12  
Hình 5: Sự thay đổi độ ẩm tương đối trung bình các tháng trong năm  
18  
 
1.2.3 Nắng và bức xạ  
Nắng được đánh giá dựa trên đơn vị đo là số giờ nắng là số giờ có cường độ bức  
xạ mặt trời trực tiếp với giá trị bằng hay lớn hơn 0,1 kw/m2 (> 0,2 calo/cm2/phút). Thời  
gian nắng được đo bằng nhật quang ký. Nó được xác định bằng vết cháy trên giản đồ  
bằng giấy có khắc thời gian do các tia mặt trời chiếu xuyên qua quả cầu thuỷ tinh hội tụ  
lại tạo nên, được tính theo tổng số giờ nắng theo tháng và theo năm. Số giờ nắng trong  
năm bằng tổng số giờ nắng của các ngày trong năm cộng lại.  
Các tháng 5, 6 và 7 có số giờ năng lớn nhất. Tổng số giờ nắng của các tháng này  
là trên 555 giờ, chiếm tỷ lệ 39,4% tổng số giờ năng của năm. Do số giờ nắng ở các tháng  
này nhiều cho nên khả năng sinh khối của thủy sinh vật của các tháng này cũng rất lớn.  
Các tháng 12, 1 và 2 có số giờ năng ít do đây là thời kỳ mùa đông. Theo niên giám thống  
kê tỉnh Thái Bình năm 2010, tổng số giờ nắng trong năm từ năm 2006 đến năm 2010  
được trình bày ở bảng 3.  
Bảng 3: Số giờ nắng trung bình nhiều năm của các tháng giai đoạn 2006-2010  
Đơn vị: giờ  
2006  
122,9  
69,2  
2007  
113,2  
25  
2008  
110,6  
65,1  
2009  
129,1  
122,2  
74,9  
2010  
111,0  
31  
Trung Bình  
117,3  
62,5  
Bình quân năm  
Tháng 1  
Tháng 2  
Tháng 3  
Tháng 4  
Tháng 5  
Tháng 6  
Tháng 7  
Tháng 8  
Tháng 9  
Tháng 10  
14,5  
39,8  
5,8  
28,8  
75  
46,6  
11,6  
67,1  
42,7  
43  
34,0  
125,1  
204,8  
187,3  
171,9  
116,7  
186,3  
137,8  
73,5  
151,3  
231,3  
256,2  
120,1  
123,9  
119  
83,5  
63,4  
55  
80,1  
177,5  
107,3  
165  
162,6  
197  
157  
160  
244  
131  
142  
130  
170,6  
176,6  
208,0  
140,3  
143,2  
129,7  
203  
150,7  
124,2  
116,6  
183,2  
139,6  
145,3  
19  
   
Tháng 11  
Tháng 12  
157,7  
91,9  
175,6  
36,4  
127,3  
113,9  
137,7  
78  
78  
85  
135,3  
81,0  
Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Thái Bình 2010  
Vào các tháng 1, 2 và 3, tổng lượng bức xạ thấp, số giờ nắng là ít nhất trong năm,  
chỉ từ 34 đến 62,5 giờ nắng. Tháng 4, trời ấm lên, tổng số giờ nắng tăng lên tới 80,1 giờ.  
Số giờ nắng trung bình tháng của các năm từ 2006 đến năm 2010 được thể hiện trong đồ  
thị hình 6.  
Giờ  
250  
200  
150  
100  
50  
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10  
11  
12  
Tháng  
Hình 6: Tổng số giờ nắng trung bình tháng trong tháng của năm  
1.2.4 Hướng gió và tốc độ gió  
Hướng gió chủ đạo của khu vực của tỉnh Thái Bình nói riêng, của vùng đồng bằng  
Bắc Bộ nói chung được đặc trưng theo mùa: mùa Đông là hướng Đông-Bắc (tháng 11  
đến tháng 04), vào mùa hè là hướng Đông-Nam (tháng 5 đến tháng 10).  
Tốc độ gió trung bình là 2,4 m/s và tốc độ gió mạnh nhất là 40 m/s. Ngoài ra Thái  
Bình có đặc trưng là vùng đồng bằng ven biển, chịu gió bão hàng năm lớn.  
20  
   
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 88 trang yennguyen 19980 Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận văn Sử dụng mô hình Mike 21 đánh giá quá trình lan truyền nhiệt vùng cửa sông Trà Lý dưới ảnh hưởng của nhà máy nhiệt điện Thái Bình 2", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfluan_van_su_dung_mo_hinh_mike_21_danh_gia_qua_trinh_lan_truy.pdf