Skip to main content
SUPERVISOR
Mohamad Shayannejad,Jahangir Abedi-Koupai
محمد شایان نژاد (استاد راهنما) جهانگیر عابدی کوپائی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Ashrafosadat Mirhashemi Dehkordi
اشرف السادات میرهاشمی دهکردی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
Pollution distribution in the rivers is one of the most important problems in the environment. The main sources of surface water pollutants are urban wastewater and industrial sewage. The one of the problems of pollutants entering to the river is reduction the concentration of dissolved oxygen. It is necessary to predict the amount of dissolved oxygen for management of water resources. Modeling is considered as a proper and effective tool for determining and evaluating the effects of various pollutants on the water supplies. The various models have been applied in order to develop the dissolved oxygen in the rivers such as CSP, M and AQUAL2 series. The base of developed model in this investigation is convection-diffusion of solute equation in soil. For this purpose, two term including production and decay of dissolved oxygen were added to this equation. Final equation was discretized using finite difference method with implicit scheme. With applying the initial and boundary conditions, the equation set was solved by Thomas algorithm. The calculations was done by programming in MATLAB software. In order to calibration and validation of the model, data obtained from two reaches of Zayanderoud river including steel melt factory and Mobarakeh Steel Complex were used. The temporal and spatial variations of dissolved oxygen were plotted and compared with real data and results of the MSP and CSP models. Results showed that concentration of the dissolved oxygen can be well predicted through solving convection-diffusion equation with introducing two terms for decay and production of oxygen.The comparison between the results of the model and two other models showed that the model gives better results than the MSP and CSP models. Sensitivity analysis of model coefficients showed that coefficents had the most effect on model’s prediction. Since is dependent on hydraulic parameters, the sensitivity of the depth and velocity of the river were checked out. Finally the depth of the river was introduced as the most sensitive variable. Keywords : dissolved oxygen, Thomas algorithm, Zayandehrud, Advection- Dispersion Equation, MATLAB
انتشار آلودگی در رودخانه‌ها از مهم‌ترین مسائل و مشکلات موجود در محیط زیست است. مهم‌ترین منبع آلاینده‌ی آبهای سطحی را می‌توان فاضلابهای شهری و پساب کارخانجات دانست. یکی از مشکلات ورود این آلاینده‌ها به رود‌خانه، کاهش غلظت اکسیژن محلول آب رودخانه است. برای مدیریت منابع آب لازم است مقدار اکسیژن محلول پیش‌بینی شود. مدل‌سازی به عنوان ابزاری مناسب در تعیین و ارزیابی آثار آلاینده‌های مختلف در منابع آب کاربرد دارد. مدل‌های گوناگونی به منظور توسعه اکسیژن محلول در رودخانه‌ها به کار گرفته شده است که از آن جمله می‌توان مدل‌های MSP،CSP و سری‌های QUAL2 را نام برد. اساس مدل توسعه‌یافته در این پژوهش، معادله انتقال و پخشیدگی املاح در خاک است. به این منظور عوامل تولید و مصرف اکسیژن در رودخانه مورد به معادله انتقال- پخشیدگی اضافه شد. معادله نهائی به روش عددی تفاضلات محدود و به کمک الگوی ضمنی منفصل شد. پس از منفصل‌سازی معادله و اعمال شرایط اولیه و شرایط مرزی، دستگاه معادلات بدست آمده با الگوریتم توماس حل شد. محاسبات با کدنویسی‌هایی درنرم افزار MATLAB انجام شد. برای واسنجی و تأیید مدل اکسیژن محلول، از داده‌های رودخانه زاینده‌رود در محدوده کارخانه‌ی ذوب‌آهن اصفهان و مجتمع فولاد مبارکه استفاده شد. تغییرات زمانی و مکانی اکسیژن محلول ترسیم و با داده‌های مشاهده‌ای و نتایج حاصل از مدل‌های MSP و CSP مقایسه گردید. نتایج نشان داد که با حل عددی معادله انتشار- پخشیدگی و با اعمال عبارتی برای مصرف و تولید اکسیژن می توان غلظت اکسیژن محلول را به خوبی پیش بینی نمود. مقایسه نتایج حاصل از پژوهش حاضر با مدل‌های کیفی MSP و CSP و داده‌های مشاهده‌ای نشان داد که روش مذکور نتایج بهتری نسبت به مدل‌های M و CSP داشته است. تجزیه و تحلیل حساسیت ضرائب مدل نشان داد ثابت هوادهی ( ) بیشترین تأثیر را بر پیش‌بینی‌های مدل دارد. از آنجائی که وابسته به پارامتر‌های هیدرولیکی رودخانه است میزان حساسیت عمق و سرعت رودخانه نیز بررسی شد و در نهایت عمق رودخانه به عنوان حساس‌ترین متغیر معرفی شد. واژه های کلیدی : اکسیژن محلول، الگوریتم توماس، زاینده رود، معادله انتقال و پخشیدگی، MATLAB

ارتقاء امنیت وب با وف بومی