عنوان پایان‌نامه
توسعه مدل عددی یک بعدی شبیه ساز کیفی آب و بررسی اثر ضریب های انتشار طولی مختلف بر نتایج آن
- رشته تحصیلی
- مهندسی محیط زیست -منابع آب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1526;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78458;کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1526;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78458
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- مصطفی رمضانی
- استاد راهنما
- امین سارنگ, روح اله نوری
- چکیده
- هدف از انجام این مطالعه ارائه‌ی یک بستر محاسباتی یکپارچه جهت ارزیابی عملکرد معادله یک بعدی انتقال-پخش (ADE) تحت سناریوهای متفاوت استفاده از فرمول‌های تخمین ضریب انتشار طولی می‌باشد. با توجه به محدودیت عملکرد مدل‌های تحلیلی ریاضی موجود، در این مطالعه از روش حل عددی بر مبنای حجم کنترلی برای حل معادله انتقال‌پخش استفاده شد. در این راستا، از یک کد حل عددی که در محیط کدنویسی MATLAB پیاده سازی گردید، برای حل معادله استفاده شد. سپس لیستی شامل هشت فرمول معروف از معادلات پیشنهاد شده برای محاسبه ضریب پخش طولی انتخاب شد و عملکرد هر یک از آنها بر نتایج شبیه سازی شده توسط کد عددی ارزیابی گردید. عملکرد این فرمول‌ها با کمک نتایج شبیه‌سازی معادله ADE محاسبه شد. با کمک اطلاعات موجود حاصل از برخی مطالعات قبلی صورت گرفته در مورد تخمین ضریب پخش جهت بررسی عملکرد مدل ساخته شده در این مطالعه استفاده شد. این مطالعات به کمک تخلیه ماده ردیاب درون رودخانه و پویش پایین دستی غلظت آن ماده صورت گرفته بودند. اطلاعات مورد استفاده برای صحت سنجی کد مربوط به رودخانه های ماکیناو، چاتاهوکی، سِوِرْن و آتاباسکا هستند. سپس نتایج خروجی حاصل از اجرای کد به کمک هر هشت فرمول تخمین انتشار طولی با نتایج مطالعات میدانی مقایسه شد و بهترین مورد از میان هشت فرمول تخمین گر معین شد. نتایج اجرای کد برای هر چهار رودخانه، نشان دهنده برتری مطلق فرمول ارایه شده توسط ژنگ و هوآوی (2014) در تمام موارد می‌باشد. همچنین مقایسه بین نتایج شبیه‌سازی شده توسط مدل با نتایج مطالعات میدانی صورت گرفته در این چهار رودخانه بیانگر عملکرد مناسب مدل توسعه داده شده، هستند. با توجه به تفاوت‌های هیدرولیکی و هندسی حاکم بر سه رودخانه می‌توان در موارد مشابه به نتایج مدل مذکور اعتماد نمود.
- Abstract
- The aim of this study is to provide a unified platform to evaluate the performance of application of one-dimensional advection-dispersion equation (ADE) in the rivers under different scenarios of using formulas estimating longitudinal dispersion coefficient (LDC). Due to the limitations of the analytical scheme, in this study we used a numerical solution method based on the finite difference method (FDM) for solving the ADE. In this regard, we used the proposed numerical method, which has been implemented in MATLAB environment, to solve the ADE one-dimensional equation. Then we selected a list including eight formulas from among the proposed equations to calculate the LDC. We evaluated the formulas’ function considering ADE simulated results. According to the related studies, which estimated the LDC using the Tracer Study, we used three datasets to evaluate the function of the proposed model. Among these rivers, three of them was under condition of sudden discharge of pollutant including Chattahoochee, Severn and Makinaw rivers. However, the fourth river, Athabasca, was being subjected to timed discharge of pollutant. Comparing the results of the eight formulas to each other and the results which are close to the measured values in the mentioned field studies, we selected the best formula from among the eight LDC estimators. Results of running the code represented the Zeng and Huai (2014) formula being so far better in all cases. Also, the comparison between the simulation results of the model and field studies in these three rivers represented the proper function of the developed model. According to the hydraulic differences of the three rivers containing the slope, water flow velocity, and the discharged material amount and condition, we can trust the model results in similar cases.
