مدل‌سازی انتشار آلودگی نفتی در مکان‌های مختلف رودخانه اروندرود – ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد فیزیک دریا، دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر، ایران

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

چکیده

انتقال و پخش لکه نفتی در محیط‌های آبی به دلیل فرآیندهای شیمیایی، فیزیکی و زیست‌شناسی است که خود وابسته به خصوصیات نفت، هیدرودینامیک، هواشناسی و شرایط محیط‌زیستی است. پخش و انتقال لکه‌های نفتی به دلیل جریان، امواج، اثر باد است. این تحقیق بر پایه وجود پالایشگاه نفت آبادان، وجود بنادر آبادان، خرمشهر و بصره در منطقه اروندرود صورت گرفته است. برای این منظور از مدل مایک 21 استفاده شده است. این مدل عددی بر پایه روش اویلری توسعه داده شد و در آن برای مشخص کردن الگوی حرکت جریان آب از معادلات پیوستگی و تکانه (معادلات ناویر استوکس متوسط گیری 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، جهت و سرعت جریان دارد. جهت 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 لکه نفتی استفاده می‌کند. سپس سه سناریو مکانی برای بررسی، عوامل محیطی فوق‌الذکر بر انتشار و پخش آلودگی نفتی طراحی و اجرا شده است. نتایج مدل‌سازی نشان می‌دهد چنان چه آلودگی هنگام شروع جزر به مدت سه ساعت در مقابل پالایشگاه نفت آبادان و پیچ خسروآباد رخ دهد و دبی متوسط رودخانه s/3 m480 باشد، بدون اعمال باد، آلودگی به ترتیب پس از 124 و 5/85 ساعت به خلیج‌فارس می‌رسد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Modeling Oil Pollution Dissemination in Different Areas of Arvandroud River, Iran

نویسندگان [English]

  • Bagher Behrooz 1
  • Abolfazl Delbari 2
  • Mohammad FayyazMohammadi 2
1 M.Sc. in Physical Oceanography, Khorramshahr University of Marine Science and Technology, Iran
2 Assist. Profe. Department of Physical Oceanography, Khorramshahr University of Marine Science and Technology, Iran
چکیده [English]

Oil silt dissemination occurs in aquatic environments owing to chemical, physical, and biological processes that depend on the oil, hydrodynamic, meteorological, and environmental properties. Oil silts are disseminated because of currents, waves, and wind effects. The extant study was conducted on Arvandroud due to the existence of Abadan Oil Refinery, and ports of Abadan, Khorramshahr, and Basrah. To do so, MIKE 21 model was employed. This numerical model was developed based on the Eulerian method, in which the continuity and momentum equations (in-depth averaged Navier–Stokes equations) were employed. After the calibration step, the model results were compared with the field measurements, and findings indicated an accurate model prediction of water surface fluctuations, current speed and direction. Hydrodynamic module output was applied to the oil spill's analysis module to simulate the oil dissemination pattern. The oil spill's analysis module employed Lagrangian particles to anticipate the concentration and thickness of oil silt. In the next step, three spatial scenarios were designed and implemented to find the effect of the aforementioned environmental factors on oil pollution dissemination. According to the results of modeling, if pollution occurs at the beginning of tides for three hours in front of Abadan Oil Refinery and Khosrowabad, while the average debit (discharge) of river equals 480m3/s, pollution reaches the Persian Gulf after 124 and 85.5 hours, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Arvandroud
  • Tide
  • Mike 21 Hydrodynamic Model
  • Oil Pollution Dissemination
Abdolkhanian, N.; Elimizadeh H.; Dadolahi S.; Savari A. & Fayaz Mohammadi, M., 2017. Modelling of pollution dissemination in Arvandroud River in low and high water seasons, Journal of Marine Science, Volume 16, Number 4, Winter 2017 (In Persian)
Ajiwibowo, H.; Lodiwa, K.S.; Pratama, M.B. & Wurjanto, A., 2017. Field measurement and numerical modeling of tidal current in Larantuka Strait for renewable energy utilization. International Journal of Geometer 124-131.
Bozkurtoğlu, Ş.N.E., 2017. Modeling oil spill trajectory in Bosphorus for contingency planning. Marine Pollution Bulletin, 123(1-2), pp.57-72.
Cáceres, R.A.; Zyserman, J.A. & Perillo, G.M., 2016. Analysis of sedimentation problems at the entrance to Mar del Plata Harbor. Journal of Coastal Research, 32(2), pp.301-314.
Dong, L.; Liu, J.; Du, X.; Dai, C. & Liu, R., 2018. Simulation-based risk analysis of water pollution accidents combining multi-stressors and multi-receptors in a coastal watershed. Ecological Indicators, 92, pp.161-170.
Etemadshahidi, A.; Sburi, A. & Parsa, j., 2011. Control of Salinity intrusion in Arvand River Estuary in Different Hydrological Conditions, Journal of Iran-Water Resources Research, Year 7, Issue 2, Summer 2011, pp. 50-60 (In Persian)
Fayaz Mohammadi, M. , 2017. Numerical and field study of tidal effect on sediment transport in Arvandroud estuary, PhD thesis, Physical oceanography, Khorramshahr University of Marine Sciences and Technology (In Persian) (169 pages).
Hakimzadeh, H., 2012. Numerical modeling of oil release in order to prepare a hazard map on the Persian Gulf using Mike 3 software, Master Thesis in Marine Physics, University of Isfahan. (In Persian)
Iran Meteorological Organization, 2016. https://www.irimo.ir/
Mukdad H. A., 2003. Hydrological constrains and solutions to improve the sustainable water resources management in Iraq, College of Sciences, Baghdad University.
Qiao, H.; Zhang, M.; Jiang, H.; Xu, T. & Zhang, H., 2018. Numerical study of hydrodynamic and salinity transport processes in the Pink Beach wetlands of the Liao River estuary, China. Ocean Science 14:437.
Ramshet, M. H., 1989. Natural Geography of the Persian Gulf, University of Tehran Press. (In Persian)
Reynolds, R.M., 1993. Physical oceanography of the Gulf, Strait of Hormuz, and the Gulf of Oman—Results from the Mt Mitchell expedition. Marine Pollution Bulletin, 27, pp.35-59.
Sobhanipour, M. & Amiri, A., 2015. The impact of water and sediment movement on river morphology by DHI MIKE a three-dimensional model, Sivand River Case study, International Conference on New Research in Engineering Sciences, Dubai, Institute of Saramad, Karin Conference. (In Persian)
Tables, A.T., 2003. Indian Ocean and South China Sea. Hydrographer to the Navy, Admiralty Hydrography Department.
Wang, S.D.; Shen, Y. M.; KunGuo, Y. & Tang, J., 2008. Three Dimensional Numerical Simulation for transport of oil spills in sea, Ocean Engineering, pp. 508-510.