هیدروفیزیک

هیدروفیزیک

مدل‌سازی سه‌بعدی تخلیه پساب صنعتی در خلیج فارس و تحلیل اثرات هیدروفیزیکی آن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه فیزیک، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران
2 دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی هوادریا، ایران
چکیده
تخلیه آبگرم در محیط‌های دریایی به ویژه دریاهای نیمه‌بسته و خلیج‌ها، تأثیرات قابل توجهی بر ویژگی‌های هیدروفیزیکی و محیط زیست دریایی دارد. تخلیه‌ آبگرم منجر به افزایش دمای سطح آب و در نتیجه کاهش چگالی آن می‌شوند. این تغییرات دما و به تبع آن تغییرات شوری توزیع مواد مغذی، مانند نیتروژن و فسفر، و اکسیژن را تحت تأثیر قرار می‌دهد. کاهش میزان اکسیژن به‌ویژه در مناطق نزدیک به محل تخلیه آبگرم می‌تواند به کاهش کیفیت آب و از بین رفتن موجودات دریایی منجر شود. در خلیج فارس، که عمق کم و میزان تبخیر در آن بالاست، این تغییرات شدیدتر است و آثار مخرب‌تری برای اکوسیستم‌های دریایی در پی خواهد داشت. این اثرات زیست‌محیطی می‌تواند به بحران‌های اکولوژیکی منجر شود. بمنظور بررسی نوسانات به وجود آمده در ویژگی‌های هیدروفیزیکی آب دریا و جهت مدیریت دقیق تخلیه پساب‌ها در واحدهای صنعتی، طراحی بهینه و مدلسازی فرآیند تخلیه آبگرم جهت کاهش اثرات منفی بر محیط زیست ضروری است. راه‌حل‌هایی مانند استفاده از سیستم‌های خنک‌کننده بسته، جلوگیری از تخلیه آب در مناطق حساس و طراحی مناسب برای اختلاط و پخش یکنواخت‌تر آبگرم، می‌تواند به کاهش آسیب‌های زیست‌محیطی و حفظ تعادل اکوسیستم‌های دریایی کمک کند. در مطالعه حاضر، برای بررسی و تحلیل نوسانات هیدروفیزیکیِ به وجود آمده در محل تخلیه پساب‌های گرم صنعتی در خلیج فارس از مدل نرم‌افزاری مایک استفاده شده است. در این شبیه‌سازی دو سناریو طراحی شده است که نشان می‌دهد ورود جریان خروجی واحدهای صنعتی به خلیج فارس تأثیر قابل ملاحظه و چشمگیری بر شرایط هیدروفیزیکی منطقه دارد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

3D Modeling of Industrial Effluent Discharge in the Persian Gulf and Analysis of its Hydrophysical Effects

نویسندگان English

Mehdi Vahdati Mahboob 1
Saeed Mohammadi 1
Mohammadreza Khalilabadi 2
1 Department of Physics, Payam Noor University, Tehran, Iran
2 Faculty of Naval Aviation, Malek Ashtar University of Technology, Iran
چکیده English

Hot water discharge in marine environments, especially semi-enclosed seas and bays, has significant impacts on hydrophysical properties and the marine environment. The discharge of hot water leads to an increase in the surface temperature of the water and, as a result, a decrease in its density. These temperature changes and subsequent salinity changes affect the distribution of nutrients, such as nitrogen and phosphorus, and oxygen. Reduced oxygen levels, especially in areas near hot spring discharges, can lead to reduced water quality and the loss of marine life. In the Persian Gulf, where the depth is shallow and evaporation rates are high, these changes are more severe and will have more destructive effects on marine ecosystems. These environmental impacts can lead to ecological crises. In order to investigate the fluctuations in the hydrophysical properties of seawater and to accurately manage wastewater discharge in industrial units, it is necessary to optimally design and model the hot water discharge process to reduce negative impacts on the environment. Solutions such as using closed cooling systems, preventing water discharge in sensitive areas, and proper design for more uniform mixing and distribution of warm water can help reduce environmental damage and maintain the balance of marine ecosystems. In the present study, the MIKE software model was used to investigate and analyze the hydrophysical fluctuations occurring at the hot industrial wastewater discharge site in the Persian Gulf.

کلیدواژه‌ها English

Persian Gulf
Effluent discharge
thermal stratification
tides
3D modeling

[1]     Ramak Hossein, Soyuf Jahromi Maryam, Akbari Parasto. Investigation of salinity and temperature of Persian Gulf water by FVCOM Model. 2023;13:106-120.

[2]     Azarnivand AR, Sadrinasab M, Nasseri M. Climate Change Impacts on the Seasonal Variation of Hydro-Physical Characteristics in the Persian Gulf. Estuaries and Coasts. 2023;46: 302–322.

[3]     Jamshidi S, Abu Bakar NB. Seasonal variations in temperature, salinity and density in the southern coastal waters of the Caspian Sea. Oceanology.2012;52:380–396.

[4]     Mahpeykar Omid, Khalilabadi Mohammadreza, Kenarkoohi Karim. The study of the effect of Arvandroud on Persian Gulf Salinity change using MIKE model. JOURNAL OF MARINE SCIENCES AND TECHNOLOGY.2021: 20(3): 50–65.

[5]     Andersson B, Andersson R, Håkansson L, Mortensen M, Sudiyo R, Van Wachem B. Computational fluid dynamics for engineers. Cambridge university press;2012.

[6]     Khalilabadi M , Daneshmehr S, Akbarnezhad baie M. Modeling of water fronts in the Makran coast. Hydrophysics. 2024;9(2):27-39.

[7]     Sharbaty S, Hosseini SS, Hosseini SA, Nasimi S. Numerical simulation of temperature, salinity and density in the Caspian Sea using MIKE 3. J. Biol. Today’s World. 2012;1:51-62.

[8]     Mahpeykar O , Khalilabadi MR. Numerical modelling the effect of wind on Water Level and Evaporation Rate in the Persian Gulf. International Journal Of Coastal, Offshore And Environmental Engineering(ijcoe). 2021;6(1): 47-53.

[9]     Pilati DA. Cold shock: biological implications and a method for approximating transient environmental temperatures in the near-field region of a thermal discharge. Science of the Total Environment.1976;6(3):227-237.

[10] DHI Water & Environment, MIKE 3 Flow Model FM: Flexible Mesh 3D Hydrodynamic Module User Manual. Hørsholm, Denmark: DHI; 2020.

[11] Suh SW. A hybrid near-field/far-field thermal discharge model for coastal areas. Marine pollution bulletin. 2001 Jul 1;43(7-12):225-33.

[12] Chen Z, Wang Z, Zeng Z, Liu J. Variations in Temperature and Salinity at Different Survey Periods in the Central and Eastern Beibu Gulf and Their Relationship with Circulation Patterns. Water. 2025 Sep 14;17(18):2719.

[13] Mogaddam SF, Bidokhti AA, Givi FA, Ezam M. Evaluation of physical changes (temperature and salinity) in the Persian Gulf waters due to climate change using field data and numerical modeling. International Journal of Environmental Science and Technology. 2020 Apr;17(4):2141-52.

[14] Antonov JI, Levitus S, Boyer TP. Steric sea level variations during 1957–1994: Importance of salinity. Journal of Geophysical Research: Oceans. 2002 Dec;107(C12):SRF-14.

[15] Khalilabadi MR, Daneshmehr S, Akbarnezhad Baie M. THE EFFECTS OF MONSOON ON THE IRANIAN COASTS IN THE GULF OF OMAN. International Journal Of Coastal, Offshore And Environmental Engineering (ijcoe). 2024 May 15;9(2):19-25.doi: 10.22034/ijcoe.2025.470644.1090

  • تاریخ دریافت 12 مهر 1404
  • تاریخ بازنگری 24 آبان 1404
  • تاریخ پذیرش 15 آذر 1404