ارزیابی رفتار خودپالایی رودخانه ‏ها با استفاده از مدل‌سازی تک‏ بعدی عددی

با توجه به رشد آلودگی آب‏های سطحی، تحقیق پیش رو در نظر دارد با به‏کارگیری مدل‌سازی عددی، رفتار خودپالایی و حذف آلاینده در رودخانه‏ها را ارزیابی کند. در تحقیق پیش رو با استفاده از داده‏ها و اطلاعات ثبت و برداشت ‏شده در رودخانۀ کارده به‏عنوان یک منبع در تامین آب شرب شهر مشهد، به بررسی فرایند‏های پایش رودخانه‏ای با استفاده از مدل عددی mike11 پرداخته‏ شده است. در این مدل شرایط مرزی شامل دبی، آلودگی (ecoli)‌ و رقوم سطح آب بوده که از طریق اندازه‏گیری و نمونه‏برداری‏های صحرایی تعریف شد. اندازه‏گیری در دو بازۀ زمانی؛ یکی در فروردین 1393 (‌معرف فصل پر‌آب سال) و دیگری در مردادماه 1393 (معرف فصل کم‌آب سال) با اخذ 12 نمونه از آب رودخانه کارده، انجام ‏شده است. نتایج تحقیق حاضر نشان می‏دهد ضریب زبری مانینگ با کمک کالیبراسیون مدل هیدرولیکی در بازۀ بررسی‌شده برابر با 0.058 به دست آمد و ضریب زوال رودخانه برای پارامتر ecoli در فصل گرما با فاکتور پخش 20 و توان ضریب پخش 0.5 برابر با 0.08 و در فصل سرما با فاکتور پخش 5 و توان ضریب پخش 2 برابر با 0.207 است. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، تاثیر ضریب مانینگ در برآورد آلودگی 90 درصد و سهم پارامترهای دیگر درمجموع 10 درصد است. به‏منظور کالیبراسیون مدل از آنالیز حساسیت استفاده شد که از آنالیز حساسیت یادشده نتیجه می‏شود که ضریب مانینگ ‌تاثیر زیادی بر مدل‌سازی پخش و انتقال آلودگی دارد.

Evaluation of River Self Purification Behavior Using One Dimensional Numerical Modeling

Due to the growth of surface water pollution, this study intends to evaluate the behavior of selfpurification and pollution removal in rivers by using numerical modeling. In this research, using data and information provided by water sampling in the Kardeh River, in Mashhad as a source for supplying drinking water in Mashhad city, we have investigated the river quality monitoring processes using the MIKE11 numerical software. In this model, boundary conditions include discharge, pollution (Ecoli) and water level, which has been done through field measurements. Measurements were performed in two time periods, one in April 2014 (indicating the high water season of the year) and the other in August 2014 (indicating the low water season of the year) by taking 12 samples of Kardeh river. The resulted outcomes of this research show that Manning roughness coefficient with the help of hydraulic model calibration in the study period is 0.058 and the river decay coefficient for Ecoli parameter in the warm season with a diffusion factor of 20 and diffusion coefficient of 0.5 is 0.08 and in the cold season with a diffusion factor of 5 and diffusion coefficient of 2 equals to 0.207. According to the results, the effect of Manning coefficient in estimating pollution is 90% and the share of other parameters is 10% in total. In order to calibrate the model, sensitivity analysis was used, which concludes from the above sensitivity analysis that the Manning coefficient has a great effect on modeling the spread and transmission of contamination.