کاربرد روش روندیابی ماسکینگام غیرخطی در پیش‌بینی منحنی‌های غلظت-زمان آلاینده‌ها در رودخانه‌ها

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه مهندسی عمران-دانشگاه مراغه

10.22060/ceej.2021.17413.6556

چکیده

روش ماسکینگام در هر دو نوع خطی و غیرخطی آن از روش‌های بسیار متداول در روندیابی سیلاب درون بازه‌های رودخانه‌ها می-باشند. در این مطالعه سعی گردید تا کارائی روش ماسکینگام غیرخطی به منظور پیش‌بینی منحنی‌های غلظت-زمان در پائین‌دست بازه رودخانه‌ها آزمون شود. از داده‌های صحرائی برداشت شده در رودخانه‌های مونوکیسی و آنتیاتم (برداشت شده توسط USGS) که در آن‌ها از آلاینده رودامین استفاده شده بود و در سنوات مختلف به ترتیب در چهار و هشت مقطع عرضی، برداشت شده بودند، استفاده شد. سری‌های سه‌تائی برای ضرایب مدل غیرخطی مذکور در هر بازه رودخانه استخراج شد و سپس منحنی‌های رخنه آلاینده در هر موقعیت بازسازی گردید. نتایج امر مبین این مساله می‌باشد که از لحاظ ابعادی این مدل قادر به بازسازی مطلوب منحنی است ولی در بازسازی ترم انتقال حاصل از سرعت عمومی جریان، این مدل با محدودیت‌‌هائی همراه می‌باشد و برای رفع آن می‌بایستی منحنی رخنه به اندازه نسبت طول بازه به سرعت عمومی جریان شیفت داده شود. همچنین به منظور فهم بهتر تاثیر پارامتر‌های مدل در میزان غلظت شبیه‌سازی شده، آنالیز حساسیت انجام شد و مشاهده گردید که پارامتر‌های m، k و x به ترتیب بیشترین تا کمترین تاثیر را در میزان غظت آلاینده دارد. همچنین مشخص شد که پارامتر توان این مدل (m) برای انتقال آلاینده‌ها، در محدوده (4/1-1/0) نوسان نموده و دارای مقدار متوسط 85/0 است. مقدار ضریب وزنی (x) نیز در محدوده (1- تا 1+) بدست آمد ولی درصد مقادیر بزرگتر از صفر بیشتر بوده مقدار میانگین آن 91/0 بدست آمد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Operation of the non-linear Muskingum model in the prediction of the pollution breakthrough curves through the river reaches

نویسنده [English]

  • Jafar Chabokpour
Civil engineering department, university of Maragheh
چکیده [English]

The Muskingum model in both types of the linear and non-linear is one the most common models in the flood routing through the river reaches. Because of the similarity between the shape of the flood hydrograph and pollution breakthrough curves, it is tried to examine the applicability of the non-linear Muskingum model in the prediction of the contaminant concentration in downstream of the river reaches. The field data series of the MONOCACY and ANTIETAM Creek Rivers which were gathered by USGS have been used. During the tests, Rhodamine were used and the concentration pollute graphs were acquired in the four and eight cross sections of the mentioned rivers, respectively. The triple sets of the model parameters have been extracted in each reach, then the BC curves have been simulated in each position using them. It is observed that this model can rebuild the dimensions of the exit BC curve properly but, it also has some limitations in the modeling of the convection term of the pollution using average flow velocity. For its solution, the extracted BC curves have been transported along the time axis with magnitude of L/u in which L is reach length and u is the average flow velocity. Also, for better understanding of the effects of the model parameters in the simulated concentrations, the sensitivity analysis have been performed and it is found that the parameters of the m, k and x are the most to less effective parameters in the concentration calculation, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • River
  • Pollution
  • Muskingum
  • Flood
  • breakthrough