شناسایی مکان، زمان فعالیت و شدت منبع آلایندۀ نامشخص در رودخانه

Abstract

در سال‌های اخیر، با افزایش جمعیت و توسعۀ روزافزون صنعت، بیشتر منابع آب جهان، اعم از رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و آب‌های زیرزمینی آلوده شده‌اند؛ این امر سبب ایجاد مسائل و مشکلات بهداشتی چشمگیری برای انسان و سایر موجودات زنده شده است. در صورت ادامۀ این وضعیت، بشر با بحران کمبود آب و مخاطرات جبران‌ناپذیر مواجه خواهد شد. کنترل پیوستۀ منبع آلاینده، سبب جلوگیری از آلودگی آب می‌شود. با اجرای اقداماتی پیش از وقوع با هدف کاهش مخاطرات محیطی، می‌توان هزینه‌های تحمیل‌شده را به‌شدت کاهش داد و بحران را مدیریت کرد. مهم‌ترین راه حفظ کیفیت منابع آب و کنترل آن، تدوین قوانین و استانداردهای مناسب و سختگیرانه و برنامه‌ریزی برای اجرای صحیح آن است. کیفیت آب رودخانه‌ها باید به‌صورت مستمر پایش شود، چراکه برخی صنایع به‌دلیل وجود محدودیت‌ها، اغلب به‌صورت نامحسوس و ناگهانی آلاینده‌ای با غلظت زیاد را وارد رودخانه می‌کنند. تعیین زمان و مکان آلاینده‌ای که در گذشته رها شده است، می‌تواند در محافظت از رودخانه‌ها بسیار کمک‌کننده باشد. هدف اصلی این تحقیق، شناسایی مکان منبع آلاینده در رودخانه بدون داشتن هیچ‌گونه اطلاعات پیشینی از منبع در چارچوب کاملاً ریاضی است. مزیت مدل بازگشتی ارائه‌شده آن است که تنها با برداشت منحنی غلظت-زمان از دو نقطۀ بالادست و پایین‌دست منبع آلاینده، می‌توان مکان منبع را با بیشترین دقت به‌دست آورد. پس از به‌دست آوردن مکان منبع، شدت منبع آلاینده بازیابی می‌شود. این تحقیق، ضریب‌های جریان خطا را بررسی کرده است تا خطای حاصل در نتایج شناسایی مکان و بازیابی شدت منبع آلاینده مشاهده شود. نتیجه نشان داد که این مدل به خطای ضریب‌ها حساس نیست. صحت‌سنجی بین حالت دقیق و نتایج حاصل‌ از مدل معکوس با دقت مناسبی قابل قبول بود.