بررسی اثر رفتار نواحی ماندابی در مدل‌های یک بعدی هیدرودینامیک و انتقال مواد محلول در رودخانه‌ها

آب و خاک

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 19 آذر 1401  

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.2022.77613.1181

نویسندگان

امیرحسین منتظری ¹؛ سجاد خدام باشی امامی ¹؛ مهدی مظاهری ²

¹گروه مهندسی و مدیریت آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

²گروه مهندسی و مدیریت آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایراندانشگاه تربیت مدرس

چکیده

بیان رودخانه به عنوان مسئلۀ یک بعدی باعث شده بسیاری از عوامل دخیل در انتقال آلاینده در رودخانه ساده شوند و یا در نظر گرفته نشوند. در رودخانه‌ها نواحی نگهداشت عاملی اثرگذار در کیفیت آب می‌باشند. عموماً محدودیت داده‌های مشاهداتی که یکی از عوامل محدود کننده استفاده از مدل‌های دوبعدی و سه‌بعدی است باعث استفاده گسترده‌تر از مدل‌های یک‌بعدی شده است. اکثر مدل‌های تجاری موجود بر اساس معادله انتقال – انتشار کلاسیک توسعه یافته‌اند و نواحی نگهداشت را در نظر نمی‌گیرند. به این منظور برای مدل‌سازی تأثیرات نواحی ماندابی از سرعت و ضریب پراکندگی مؤثر به عنوان روشی برای بهبود عملکرد معادلۀ انتقال - انتشار پیشنهاد شده است. سرعت و ضریب پراکندگی مؤثر، از طریق اصلاح سرعت متوسط جریان و ضریب پراکندگی طولی، با نسبت مساحت سطح مقطع ناحیۀ ماندابی به سطح مقطع عرضی رودخانه تعریف می‌شوند. با جای‌گذاری این پارامترها در حل معادلات سنت – ونانت و انتقال – انتشار در مدل‌های یک‌بعدی می‌توان نتایج را بهبود بخشید. در این مطالعه برای اثبات بهبود عملکرد مدل از MIKE11 به عنوان نماینده‌ای از مدل‌های یک بعدی اعمال و رودخانۀ اروند با آن مورد بررسی قرار گرفت. برای واسنجی و صحت‌سنجی مدل از داده‌های مشاهداتی غلظت در طول رودخانه استفاده شد. پارامتر‌های فاکتور پراکندگی و توان پراکندگی همراه با نسبت مساحت سطح مقطع ناحیۀ ماندابی به سطح مقطع عرضی رودخانه برای ایستگاه sehan در 123 کیلومتری از القرنه، با الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچگان برآورد شد و برای ایستگاه‌های Faw و Dweeb با داده‌های غلظت مورد صحت سنجی قرار گرفت. در ایستگاه Sehan، Dweeb و Faw سه پارامتر خطای ضریب همبستگی، نش - ساتکلیف و جذر میانگین مربعات در مدل اصلاح شده کاهش یافته و به عنوان مثال پارامتر آماری خطای جذر میانگین مربعات به ترتیب به 1/78، 1/27 و 0/84 کاهش می‌یابد؛ بنابراین اصلاحات حاکی از بهبود نتایج پیش‌بینی طبق مدل مفهومی جدید است.

کلیدواژه‌ها

ناحیۀ نگهداشت؛ اروندرود؛ الگوریتم مورچگان؛ معادلۀ انتقال &ndash؛ انتشار

مراجع