بررسی اثرات پراکندگی طولی در مدلسازی انتقال آلایندهها با استفاده ازرویکرد مدلسازی معادله گرا در شبکه رودخانه

امروزه موضوعات مرتبط با مدیریت منابع آب و حفظ محیط زیست از اهمیت بالایی برخوردار است . یکی از بحث های مهم در این زمینه وجود آب با کیفیت در شرایط تخلیه آلایندهها در رودخانه ها است ، زیرا رودخانه ها یکی از تامین کنندههای اساسی آب کشاورزی و شرب هستند. حفاظت از کیفیت آب رودخانه مستلزم داشتن ابزارهای دقیق و کارآمد است که یکی از این ابزارها مدلسازی عددی است . در این پژوهش قصد بر آن است که یک رویکرد نوین با عنوان مدلسازی معادله گرا جهت مدلسازی آلایندهها با استفاده معادله دیفرانسیل جابه جایی - پراکندگی ارائه گردد. در این روش برای هر شاخه از رودخانه یک معادله دیفرانسیل جزئی در نظرگرفته می شود و پس از تشکیل دستگاه معادله دیفرانسیل ، شاخه های مختلف رودخانه از طریق شرط مرزی با هم مرتبط می شوند و نهایتا دستگاه معادله دیفرانسیل با استفاده از روش خطوط حل می گردد. در ادامه نتایج مدلسازی معادله گرا با یکی از روشهای رایج که یک شاخه را به عنوان منبع آلودگی در نظر می گیرد، مقایسه شد. نتایج نشان داد که در روش معادله گرا به خوبی اثر پدیده پراکندگی در اختلاط آلودگی شاخه ها در نقطه تقاطع مدل شده است در حالی که در روش دیگر هیچ اثری از اختلاط آلودگی بین شاخه ها مشاهده نشد. اختلاط آلودگی ناشی از پراکندگی بین ۲ شاخه زمانی اتفاق می افتد که گرادیان غلظت وجود داشته باشد و نتایج نشان داد که میزان پیش روی آلودگی در شاخه حاوی آلودگی کمتر، متاثر از ضریب پراکندگی و سرعت جریان رودخانه است و طبق نتایج خروجی در ساعت ۱۵ پس از شروع مدلسازی پیش روی آلودگی از شاخه ۲ به ۱ به حداکثر مقدار خود یعنی ۱۳۰۰ متر رسید و در مقابل در ساعت ۲۳ پیش روی آلودگی از شاخه ۱ به ۲ صورت گرفته است که به دلیل پایین بودن ضریب پراکندگی در شاخه ۲، بیشینه مقدار پیش روی آلودگی به سمت بالادست شاخه ۲، ۷۵ متر بود.

Keywords:

مدلسازی معادله گرا , جابه جایی - پراکندگی , شبکه رودخانه , اثر پراکندگی , اختلاط آلایندهها