ارائه یک روش جدید در مدل سازی ریاضی انتقال آلاینده در رودخانه های دارای نواحی نگهداشت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه سازه‌های آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 هیات علمی دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

پیش‌بینی انتقال آلاینده‌ها در پهنه‌های آبی در مدیریت و جلوگیری از آلودگی آب‌های سطحی از اهمیت بسیار ویژه‌ای برخوردار است. ناهمگونی و عدم یکنواختی در مورفولوژی در تمام طول رودخانه، که به ناحیه نگهداشت شناخته می‌شود، انتقال یکنواخت آلاینده-ها به پایین‌دست را دچار تغییراتی خواهد کرد. نواحی نگهداشت در کنار رودخانه‌ها در حقیقت مکان‌های اطراف رودخانه هستند که سرعت در آنها به طور چشم‌گیری از سرعت رودخانه کمتر بوده و به نواحی مرده نیز معروف هستند. در نتیجه وجود این نواحی در رودخانه‌ها کاربرد معادله کلاسیک انتقال آلاینده را برای آن‌ها با مشکل مواجه می‌سازد. برای شبیه‌سازی دقیق‌تر انتقال ماده آلاینده در رودخانه‌های طبیعی دارای نواحی نگهداشت باید اصلاحاتی در معادله جابه‌جایی-پراکندگی کلاسیک صورت گیرد در این تحقیق یک رویکرد جدید با در نظر گرفتن تغییرات شار پراکندگی ماده‌ی آلاینده به‌صورت غیرخطی با لحاظ ناحیه‌ی نگهداشت ارائه می‌شود. جهت صحت‌سنجی و اعتبارسنجی مدل ارائه شده، از مثال فرضی و داده‌های واقعی استفاده شده است. بر اساس نتایج اندازه‌گیری شده، خروجی مدل انطباق قابل‌قبولی با داده‌های مشاهداتی داشته و نشان می‌دهد مدل ارائه شده، مدلی دقیق و قابل-قبول در شبیه‌سازی انتقال ماده حل‌شده در رودخانه‌های دارای ناحیه نگهداشت است و می‌تواند جایگزین مدل کلاسیک انتقال آلاینده در این نوع رودخانه‌ها شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Presentation a New Method in Mathematical Modeling of pollutant Transport in Rivers with Storage Zones

نویسندگان [English]

  • mojtaba faraji 1
  • Jamal M. V. Samani 2
1 Msc. Graduate of Water Structures, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran,
چکیده [English]

Predicting the transfer of pollutants in the water zones is of particular importance in the management and prevention of surface water pollution. The heterogeneity and non-conformance in morphology along the river, known to the Storage zone, will change the uniform Transport of pollutants to the downstream. The storage zones are actually places around the river where velocities are significantly slower than the rivers and are also famous as dead zones. The presence of these areas in rivers makes it difficult for them to use the classical equation of pollutant transport. To more accurate simulation of the transport of pollutants in natural rivers with storage zone, modifications should be made to the Advection- dispersion equation. In this research, a new approach to achieve more accurate simulation of transport of pollutant material by considering the changes of pollutant dispersion flux in a nonlinear method and considering the storage zone will be presented. To validate the model presented from the hypothetical example and actual data used. Based on the measured results, the output of the model is an acceptable adaptation with the observed data and shows that the proposed model is accurate and acceptable in simulating the transport of solute in rivers with the Storage zone and it can replace the classic model of pollutant transport in these type of rivers.

کلیدواژه‌ها [English]

  • advection-dispersion equation
  • Storage zone
  • Non-linear Flux
  • Dead Zone
  • Dispersion Flux