چکیده:
بروز عواملی مانند کاهش نزولات جوی، رشد جمعیت و پیشرفت صنعت اهمیت توجه به مدیریت صحیح کیفی منابع آب را دوچندان کرده است. منابع ورود آلاینده به رودخانه ها از منظرهای مختلفی تقسیم بندی می شوند. در این تحقیق مدیریت آلاینده های کنترل پذیر و غیرقابل کنترل مدنظر قرار گرفته شد. برای مدیریت وکنترل خسارات ناشی از هریک از انواع این آلاینده ها از ابزار کیفی مشخصی استفاده گردید. ظرفیت جذب در هنگام ورود آلودگی قابل کنترل و جریان رقیق ساز ابزار پیشنهادی این تحقیق برای مدیریت آلودگی غیرقابل کنترل می باشد. برای تحلیل و محاسبه ابزارهای کیفی مذکور از فرایند شبیه سازی بوسیله حل تحلیلی معادله انتقال-پخش آلودگی استفاده شد. منطقه مطالعاتی درنظر گرفته شده در این تحقیق یک منطقه با مشخصات مشخص میباشد که توسط پژوهشهای پیشین بسیاری مورد مطالعه قرار گرفته است. پارامترهای متوسط مساحت غلظت غیرمجاز (¯(c_a ))، مسافت آسیب دیده (X) و زمان تماس غلظت غیرمجاز آلودگی با رودخانه (T) بعنوان شاخص های تاثیرگذار در محاسبه ابزارهای کیفی، در هر حلقه فرایند شبیهسازی محاسبه شدند. نتایج نشان داد که تغییرات 1/ 94 درصدی در دبی سیستم رودخانه-مخزن باعث 3/ 99 درصد تغییر در مقدار ظرفیت جذب محاسبه شده، می گردد. همچنین نتایج نشان می دهد با بکارگیری جریان رقیق ساز مناسب، مقادیر 10 و 20 تن آلاینده ناگهانی ورودی به مقادیر غلظت مجاز 5/ 0 و 1 میلی گرم بر لیتر در طول رودخانه رسیدند. در این فرایند مقادیر پارامترهای حیاتی کیفی رودخانه شامل (c_a ) ̅، X و T، به ترتیب تغییرات 6/ 96، 2/ 92 و 7/ 53 درصدی را نشان دادند.
Occurrence of factors such as decreasing atmospheric precipitation, population growth and industry progress has increased the importance of paying attention to the proper quality management of water resources. Pollution sources are categorized in different aspects. In this research, controllable and uncontrollable pollutant management is considered. To manage and control the damages caused by each of these types of pollutants, a certain qualitative tool is employed. Assimilation capacity is suggested when the pollution source is controllable and dilution flow is the proposed tool of this investigation to uncontrollable pollution management. To analyze and calculate the above mentioned qualitative tools, the simulation process is used by analytical solution of the advection-diffusion equation. The case study considered in this research is an area with specific characteristics, which has been investigated by many previous researches. Efficient indices in determination of qualitative tools including mean area of unallowable concentration (¯(c_a )), affected distance (X) and duration of unallowable pollution concentration contact with river (T) were calculated in each simulation process loop. The results demonstrated that 94.1% variation of river-reservoir flow discharge can change the assimilation capacity up to 99.3%. Moreover, by applying a suitable dilution flow, 10 and 20 tons of sudden contaminants arrived at the permitted concentrations of 0.5 and 1 mg / l over the river. In this process, values of the crucial quality parameters of the river ((c_a ) ، X و T) change up to 96.6%, 92.2% and 53.7%, respectively.
خلاصه ماشینی:
برای این منظور حرکت آلودگی در رودخانه توسط روش تحلیلی حل معادله انتقال شبیه سازی شده و مقادیر ظرفیت جذب و جریان رقیق ساز به کمک روش بهینه سازی به ترتیب توسط روش برنامه ریزی غیرخطی ٢ و نسخه دوم الگوریتم ژنتیک با مرتب سازی نامغلوب ٣ بدست آمده است که روش برنامه ریزی غیرخطی، روشی با زمان ران بالا میباشد که گاهی مواقع غیرقابل حل نیز میگردد.
برای انجام یک مدیریت مناسب لازم است دو ابزار ظرفیت جذب و جریان رقیق ساز که در بخش مقدمه معرفی شدند را بیشتر روشن نمود تا مشخص شود چگونه بوسیله این دو راهکار میتوان رودخانه را در شرایط مختلف به لحاظ هیدرولیکی و انواع ورود آلودگی ، کنترل و حفاظت کیفی کرد.
1 Environmental protection agencies (EPA) در تحقیقی دیگر، هاشمی منفرد و همکاران (٢٠١٧) دو تابع هدف جدید برای حفاظت کیفی رودخانه در مقابل ورود آلودگی معرفی کردند و بوسیله این دوتابع به کمک الگوریتم بهینه سازی (NSGA-II) به محاسبه جریان رقیق ساز پرداختند.
Farhadian M, Bozorg Haddad O, Seifollahi Aghmiuni S, Loáiciga AH (2014) Assimilative capacity and flow dilution for water quality protection in rivers.
Hashemi Monfared SA, Dehghani Darmian M (2016) Evaluation of Appropriate Advective Transport Function for One- Dimensional Pollutant Simulation in Rivers.
Water Quality Planning in Rivers: Assimilative Capacity and Dilution Flow.
Karamouz M, Kerachian R, Mahmoodian M (2003) Seasonal waste-load allocation model for river water quality management: Application of sequential dynamic genetic algorithms.
Keywords: Water quality management, Abrupt pollution control, Assimilation capacity, Dilution flow, a Quality simulation model.