شبیه سازی انتشار آلودگی نفتی– مطا لعه موردی رودخانه اروند در ایران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد،گروه فیزیک دریا ،دانشگاه علوم وفنون دریایی خرمشهر، خرمشهر

2 استادیار، گروه فیزیک دریا،دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر

3 استادیار، گروه فیزیک دریا، دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر،خرمشهر

چکیده

خطر انتشار آلودگی در اطراف پالایشگاه‌ها، تأسیسات نفتی و ناوگان تجاری براثر حوادث طبیعی و غیرمترقبه موردتوجه است. رودخانۀ اروند یکی از مهم‌ترین رودخانه‌های قابل کشتیرانی ایران و عراق و محل تردد تعداد زیادی شناور نفتی است که این مسئله احتمال آلودگی نفتی را دوچندان کرده است. در این مقاله به‌منظور شبیه‌سازی هیدرودینامیکی از بستۀ نرم‌افزاری مدل مایک 21 که بر اساس مدل دوبعدی جریان‌های آزاد سطحی است و توسط مؤسسۀ هیدرولیک دانمارک توسعه یافته، استفاده شده است. نتایج مدول هیدرودینامیک با استفاده از تراز سطح و سرعت آب کالیبره شده است. این مدل عددی بر پایۀ روش اویلری توسعه داده شده و در آن برای مشخص کردن الگوی حرکت جریان آبی از معادله‌های پیوستگی و ممنتوم (معادله‌های ناویر استوکس متوسط‌گیری شده در عمق)، استفاده شده است. پس از واسنجی، مقایسه‌ی نتایج مدل با اندازه‌گیری‌های میدانی نشان می‌دهد، مدل دارای دقت قابل قبولی در پیش‌بینی نوسان سطح آب، سمت و سرعت جریان دارد. برای شبیه‌سازی الگوی انتشار نفت، خروجی ماژول هیدرودینامیک به ماژول تحلیل نشت نفت اعمال شده است. ماژول تحلیل نشت نفت از روش لاگرانژی ذرات برای پیش‌بینی غلظت و ضخامت لکۀ نفتی استفاده می‌کند .نتایج مدل‌سازی نشان می‌دهد؛ چنانچه آلودگی هنگام شروع جزر به مدت سه ساعت در مقابل پالایشگاه نفت آبادان رخ دهد و دبی متوسط رودخانه480 مترمکعب بر ثانیه باشد، بدون اعمال باد، آلودگی پس از 124 ساعت به خلیج‌فارس می‌رسد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Simulation of Oil Pollution dispersion - Arvand River Case Study, Iran

نویسندگان [English]

  • bagher behrooz 1
  • Abolfazl delbari 2
  • Mohammad Fayyad Mohammadi 3
1 Khorramshahr University of Marine Science and Technology, Korramshahr,Iran
2 Assistant Professor,Khorramshahr University of Marine Science and Technology, Korramshahr,Iran
3 Assistant Professor,Khorramshahr University of Marine Science and Technology, Korramshahr,Iran
چکیده [English]

The danger of oil spill pollution in rivers around refineries, oil constructions and commercial fleet due to natural and unexpected disasters is noteworthy. Arvand River is one of the most important shipping waterway at the border of Iran and Iraq, and a large number of oil tankers go through, in which makes the risk of oil pollution doubled. In order to simulate the hydrodynamic of the River, a structured two-dimensional flow model from DHI mike 21 package was employed. This numerical model has been developed based on the Eulerian method and has been used to determine the flow pattern of water by solving continuity and momentum equations (depth integrated Navier Stokes equations). The model has calibrated and results are verified by measured water level and water velocity data. Consequently, the outputs of HD module are imported into the oil spill Analysis (OSA) module. The analysis module of oil applies a particle lagrangian method to predict the concentration and thickness of the spilled oil. Findings of the OSA module indicated, in the event that oil spills for three hours at the Abadan refinery position at the beginning of ebb, it will reach to the sea in 124 hours in no wind in discharge of 480 m3/s condition

کلیدواژه‌ها [English]

  • Arvandr River
  • Oil Pollution
  • Mike 21.3
  • Hydrodynamics
  • Oil Leakage Analysis Module

[1]  مهر­مطلق محسن. مدل سازی عددی دوبعدی انتقال و پخش آلودگی با روش تفاضلات محدودبه صورت صریح Explicit در محیط دریا. ارائه شده در دهمین همایش بین‌المللی سواحل، بنادر و سازه‌های دریایی؛ 1391 آبان 29- آذر 1 ؛ تهران ، ایران.

[2] Hampson GR, Moul ETJJotFBoC. No. 2 fuel oil spill in Bourne, Massachusetts: Immediate assessment of the effects on marine invertebrates and a 3-year study of growth and recovery of a salt marsh. 1978;35(5):731-44.

[3] Papadimitrakis J, Psaltaki M, Christolis M, Markatos NJEM, Software. Simulating the fate of an oil spill near coastal zones: The case of a spill (from a power plant) at the Greek Island of Lesvos. 2006;21(2):170-7.

[4] Etkin DS, Welch J, editors. OIL SPILL INTELLIGENCE REPORT INTERNATIONAL OIL SPILL DATABASE: TRENDS IN OIL SPILL VOLUMES AND FREQUENCY1. International Oil Spill Conference; 1997: American Petroleum Institute.

[5] Ventikos NP, Psaraftis HNJJoHM. Spill accident modeling: a critical survey of the event-decision network in the context of IMO’s formal safety assessment. 2004;107(1-2):59-66.

[6]  Reed M, Daling P, Lewis A, Ditlevsen MK, Brørs B, Clark J, et al. Modelling of dispersant application to oil spills in shallow coastal waters. 2004;19(7-8):681-90.

[7] Marinov D, Norro A, Zaldívar J-MJEM. Application of COHERENS model for hydrodynamic investigation of Sacca di Goro coastal lagoon (Italian Adriatic Sea shore). 2006;193(1-2):52-68.

[8] مؤمن نیا سارا، مدیحی محمد سعید، سیف ا.... راعی محمد، عطایی آشتیانی بهراز. شبیه‌سازی ریاضی الگوی پخش و انتشار آلودگی نفتی در دریا – مطالعه موردی کانال قشم. ارائه شده درسیزدهمین همایش ملی صنایع دریایی ایران؛  1390آبان 17تا 19 ؛ جزیره کیش، ایران.

[9] بدری محمدعلی، فقیهی فرد محسن. شبیه‌سازی عددی آلودگی نفتی بر اساس الگوی بهینه اغتشاشی جریان و تأثیرات باد و جزر و مد .مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، 1394؛ 45(4):22-15.

[10] Dong L, Liu J, Du X, Dai C, Liu RJEI. Simulation-based risk analysis of water pollution accidents combining multi-stressors and multi-receptors in a coastal watershed. 2018;92:161-70.

[11] اعتماد شهیدی امیرفرشاد، صبوری امیرادهم، پارسا جواد. کنترل نفوذ شوری در خور رودخانه‌ای اروند در شرایط مختلف هیدرولوژیکی. تحقیقات منابع آب ایران.1390؛(7(2:50-60.

[12] DHI (Danish Hydraulic Institute). MIKE21: Oil Spill Module Scientific Documentation. Copenhagen: DHI; 2012b.

[13] Lorentzen TJJoMS. Statistical analysis of temperature data sampled at Station-M in the Norwegian Sea. 2014;130:31-45.