توسعه مدل CE-QUAL-W2 برای شبیه‌سازی ترکیبات آلی فرار در سامانه رودخانه-مخزن

Abstract

در این تحقیق مدل دو بعدی هیدرودینامیک و انتقال جرم، CE-QUAL-W2، برای شبیه‌سازی ترکیبات آلی فرار در پیکره‎های آبی در حال جریان و ساکن توسعه داده شده و در سامانه رودخانه-مخزن کرخه استفاده شد. برای دستیابی به این هدف، زیربرنامه‎ای در کد برنامه‎نویسی اصلی مدل CE-QUAL-W2 گنجانده شد که فرایند فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی در سرنوشت ماده آلی فرار را تشریح می‎نماید. به‌منظور ارزیابی درستی عملکرد مدل توسعه داده شده CE-QUAL-W2، معادله پیوستگی جرم ماده آلی فرار در سامانه رودخانه-مخزن کرخه مورد آزمون قرار گرفت و درستی عملکرد زیر برنامه توسعه داده شده در شبیه‎سازی سرنوشت و انتقال این آلودگی تایید شد. در ادامه، پاسخ سامانه رودخانه-مخزن کرخه در اثر ورود ناگهانی آلودگی ترکیبات آلی فرار با شاخص MTBE شبیه‎سازی شد و تأثیر نحوه بهره‎برداری (میزان و محل برداشت آب از مخزن) بر فرایندهای هیدرودینامیکی و انتقال جرم در مخزن مورد بررسی قرار گرفت. بررسی نتایج نشان می‎دهد منظور نمودن اثر تبخیر (فراریت) ماده آلی فرار در مدل توسعه یافته CE-QUAL-W2، منجر به کاهش غلظت آلاینده MTBE در منابع آبی مورد مطالعه نسبت به حالت قبل از توسعه مدل شده است. همچنین تأثیر پارامترهای محیطی مانند سرعت باد، دمای آب و دمای هوا مورد آنالیز حساسیت قرار گرفت. نتایج حاصل از تحلیل حساسیت‌های صورت گرفته نشان می‎دهد که افزایش سرعت باد و دمای آب منجر به افزایش شدت تبخیر ماده آلی فرار و کاهش زمان بازپروری مخزن می‌شود و کاهش دمای هوا باعث کاهش نرخ تبخیر ماده آلی فرار و در نتیجه افزایش غلظت آلاینده می‌شود.