کاربرد روش شبه‌معکوس‌پذیری در تعیین توزیع زمانی و مکانی غلظت آلاینده به‌صورت معکوس در زمان

آلاینده‌ها معمولاً به صورت نامحسوس و ناگهانی در رودخانه‌ها تخلیه می‌شوند که می‌تواند منشا انسانی و یا طبیعی داشته باشد، لذا یافتن هر چه سریع‌تر اطلاعاتی از منبع آلاینده برای کاهش خسارات بسیار حائز اهمیت است. آلاینده توسط فرآیندهای جابه‌جایی-پراکندگی در رودخانه انتشار پیدا می‌کند. پس می‌توان با استفاده از حل معکوس رابطه‌ی جابه‌جایی-پراکندگی اطلاعاتی از محل و یا زمان انتشار آلاینده به دست آورد. هدف از انجام این تحقیق حل معکوس رابطه‌ی جابه‌جایی-پراکندگی و به دست آوردن اطلاعاتی از زمان انتشار و داده‌های سری زمانی غلظت آلاینده تخلیه‌شده در رودخانه‌های موردمطالعه است. در این تحقیق برای حل معکوس رابطه‌ی جابه‌جایی-پراکندگی از روش شبه‌معکوس‌پذیری استفاده شده که در این روش با اضافه کردن ترم پایداری (ترم مشتق چهارم) به رابطه‌ی جابه‌جایی-پراکندگی می‌توان رابطه‌ی مذکور را به‌صورت معکوس بدون ناپایدار شدن پاسخ‌ها حل نمود. برای صحت‌سنجی مدل از یک مثال فرضی و مطالعه موردی بازه‌ای از رودخانه کارون بهره برده شده است. روش مذکور با حل معکوس رابطه‌ی جابه‌جایی-پراکندگی که موجب گسترش آلودگی در رودخانه می‌شود، غلظت تجربه‌شده در نقاط و بازه‌های مختلف رودخانه را تعیین می‌نماید. بیش‌ترین غلظت آلاینده دریافتی هر بازه، زمان دریافت غلظت بیشینه و متوسط غلظت دریافتی هر بازه از نتایج این روش است. نتایج حاکی از آن است که پس‌بینی مدل شبه‌معکوس‌پذیری با دقت بالایی انجام گرفته و روش مذکور در پایداری حل معکوس معادله جابه‌جایی-پراکندگی موفق عمل نموده است.

Application of the QuasiReversibility Method in Inverse Computation of Temporal and Spatial Pollutant Concentration in Time

Pollutants are usually drained off imperceptibly and suddenly in the rivers, which can be of human or natural origin, thus finding information from contaminant source as quickly as possible is important to reduce damage. The pollutant is released by the AdvectionDispersion processes in the river. Therefore, information on contaminant release site and release time can be obtained using inverse solution of the AdvectionDispersion equation. The purpose of this study is to solve AdvectionDispersion Equation (ADE) reversely and to obtain information on the release time and time series data of pollutant concentration discharged into the studied rivers. In this research, the quasireversibility method is used to reverse the ADE. In this method, by adding the stability term (fourth derivative term) to ADE, the mentioned relationship can be solved reversely without the instability of the answers. A hypothetical example and a case study of Karun River have been used for model validation. The aforementioned method determines the concentration experienced at different points and intervals of the river by reversing the ADE. The highest contaminant intake in each interval, maximum and average intake time are the obtained results by this method. The results show that the quasireversibility method has been performed with high accuracy and the proposed method has been satisfied in stability of solving ADE.