مدل سازی عددی انتقال آلاینده در آبراهه های با پهنه ماندابی و جریان غیریکنواخت با استفاده از معادله جابه جایی-پراکندگی کسری

پیش بینی انتقال آلاینده ها در پهنه های آبی در مدیریت و جلوگیری از آلودگی آبهای سطحی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. ناهمگونی و عدم یکنواختی در مورفولوژی و خصوصیات فیزیکی در تمام طول رودخانه ، که به پهنه های ماندابی شناخته می شوند، انتقال یکنواخت آلاینده ها به پائین دست را با مشکل مواجه می کند. مدل های یک بعدی که بر پایه معادله جابه جایی-پراکندگی کلاسیک قرار دارند، قادر به شبیه سازی دقیق پدیده انتقال در این گونه رودخانه ها نیستند. یکی از روش های جایگزین که در صورت به کارگیری صحیح می تواند منجر به پیش بینی مناسب از پدیده انتقال در حالت مذکور گردد، معادله جابه جایی-پراکندگی کسری است. در این تحقیق با بهره گیری از روش های حل عددی مشتقات جزئی کسری، یک روش حل برای معادله جابه جایی -پراکندگی کسری که حالت عمومی معادله جابه جایی -پراکندگی کلاسیک است، در حالت جریان غیریکنواخت ارائه شده است. برای برآورد پارامترهای تاثیرگذار در پیش بینی انتقال ماده آلاینده حل شده، روش بهینه سازی ریاضی مورد استفاده قرار گرفت. جهت صحت سنجی، مدل ارائه شده با داده های واقعی برداشت شده از نهر یواس کریک در کالیفرنیا مقایسه شده است. بر اساس آزمایش مذکور ماده ردیاب کلراید بصورت پیوسته در این نهر تزریق شده و در ایستگاه های پایین دست غلظت آن اندازه گیری شده است. خروجی مدل انطباق قابل قبولی با داده های مشاهداتی داشته و نشان می دهد که روش حل ارائه شده، روشی دقیق و قابل قبول در شبیه سازی انتقال ماده حل شده با استفاده از معادله جابه جایی-پراکندگی کسری در آبراهه های دارای پهنه ماندابی است.