بررسی خودپالایی جریان های رودخانه ای با توسعه و کاربرد مدل های ریاضی مطالعه موردی: رودخانه پسیخان- گیلان

ظرفیت خودپالایی رودخانه ها تابع عوامل زمانی و مکانی، نوع و شدت بار آلاینده های ورودی و نیز شرایط محیطی بستر رودخانه ‏است. در حقیقت، ارزیابی خودپالایی رودخانه تعیین مقدار اکسیژن محلول در طول آن است که بر اساس این ظرفیت می توان ‏دریافت رودخانه از لحاظ آلودگی در چه وضعیتی است و در چه نقاطی وضعیت بحرانی کمبود اکسیژن محلول وجود دارد. از طرف ‏دیگر، برای‎ ‎تعیین‎ ‎عکس العمل‎ ‎قابل‎ ‎انتظار‎ ‎رودخانه‎ ‎به‎ ‎ورود‎ ‎آلاینده ها و شبیه سازی پارامترهای کیفی، استفاده‎ ‎از‎ ‎مد ل های‎ ‎ریاضی‎ ‎ضروری‎ ‎است. در این مورد تیوری استریتر- فلپس از مبانی شناخته شده و معروف در محاسبات خودپالایی است. ‏محدودیت روش پیشنهادی استریتر- فلپس صرف نظر کردن از ترم های انتقال و پخش است. در تحقیق حاضر در مرحله اول ‏رابطه کلاسیک استریتر- فلپس به روش تحلیلی مدل شد. پس از آن با افزودن ترم های انتقال و پخش به رابطه مذکور، رابطه ‏حاصل با استفاده از روش های عددی ‏ftcs، ‏upstream، ‏lax & wendroff‏ و ‏quickest‏ توسعه داده و مدل شد. برای ‏تامین داده های میدانی نیز در مهر و آبان 1389، در بازه ای به طول 2 کیلومتر از رودخانه پسیخان نمونه برداری و پارامترهای ‏do، ‏bod، ‏no3-‎‏ و ‏po4-‎‏ در آزمایشگاه اندازه گیری شد. با مقایسه مقادیر پیش بینی شده غلظت اکسیژن محلول توسط مدل های عددی دارای ترم های انتقال و پخش با مقادیر حل تحلیلی رابطه کلاسیک استریتر- فلپس در مقابل داده های میدانی، ‏مشخص شد که افزودن ترم های انتقال و پخش سبب افزایش قابل توجه دقت پیش بینی ها می شود. نتایج همچنین نشان می دهد که همه روش های عددی مورد استفاده دقت خوبی دارند و اختلاف بین آن ها اندک است. هرچند از میان روش های ‏عددی مورد استفاده، روش ‏upstream‏ بیشترین دقت را از خود نشان داده است. علاوه بر آن، با توجه به روند تغییرات غلظت ‏اکسیژن محلول مشخص شد که رودخانه پسیخان در بازه مورد نظر ظرفیت خودپالایی نسبتاً خوبی دارد. ‏