منصة الرسائل والاطاريح: نموذج عددي ثنائي البعد للتلوث الحراري من مصادر نقطية أحادية في ألانهارعند أعماق طرح مختلفة

الخلاصة

نموذج عددي ثنائي البعد طور اعتمادا على طريقة الفروقات المحددة لاستنباط مخططات الحرارة والجريان الناتجة من طرح حراري مستمر غير مستقر على النهرمن مصدر نقطي من مواقع طرح مختلفة. ثلاث حالات لطرح الحرارة لنهر افتراضي بعمق كلي مقداره 3م ,الاولى(طرح الملوثات على سطح النهر) والثانية( طرح الملوثات تحت سطح الماء من مصدر نقطي عند 0.42 من عمق النهر) والثالثة (طرح الملوثات تحت سطح الماء من مصدر نقطي عند 0.83 من عمق النهر),حالة الطرح الثالثة تعتبر الاسهام الرئيسي لهذه الدراسة من حيث طرح الملوثات الحرارية من مستويات عميقة تقترب من قاع النهر. في كل حالة يتم الحصول على مخطط لتوزيع الحرارة و الجريان من النموذج العددي .من خلال حالات الطرح الحرارية الثلاثة (سطحي وحالتي طرح غاطس) يتم التحقق أي من الحالات الثلاثة هي الافضل للنهر من الناحية البيئة ومن ناحية سرعة استعادة النهر لحالته الطبيعية قبل الطرح الحراري.تم اجراء مقارنة بين حالات الطرح الثلاثة ونتائج هذه المقارنة اثبتت ان التلوث الحراري الغاطس عند 0.83 من عمق النهر يسبب زيادة اكبر في حرارة النهر عند المستويات العميقة, و التكوين المبكر للتوزيع العمودي المنتظم لدرجة الحرارة بصورة اسرع من حالتي الطرح السطحي وحالة الطرح الحراري الغاطس عند عمق 0.42 من عمق النهر. للحصول على مدى للتخفيف الحاصل للنهر بعد الطرح الحراري تم اشتقاق معادلة رياضية للتعبير عن هذا التخفيف يعبر عنه ب (معامل التخفيف) كما يلي: ان معامل التخفيف اعلاه يعطي مؤشر لا بعدي يتراوح من (0.0 الى 1.0) حيث يدل الصفر على ان التخفيف هو في منطفة الطرح الحراري وهو معدوم في البداية وبتصاعد القيمة الى (1.0) يدل على ان النهر استعاد حالته الطبيعة قبل الطرح وان حرارة النهر وصلت الى مستواها الطبيعي. تم اجراء مقارنة لتغاير معامل التخفيف مع المسافة الافقية من نقطة الطرح لحالات الطرح الثلاثة للموديل حيث اشارت الى ان معامل التخفيف على سبيل المثال للطرح الحراري السطحي وعلى مسافة 400 م من منطقة الطرح يساوي 0.42 ولحالتي الطرح الغاطس الاولى والثانية على التوالي, معامل التخفيف ازداد ليساوي في الحالتين (0.48 و 0.78 ).ان نتائج المقارنة تظهر ان المصدر النقطي الغاطس عند المستويات العميقة (0.83 من عمق النهر) يحسن كثيرا من قابلية النهر على استعادة حرارته الطبيعية قبل الطرح الحراري. تم الحصول على توزيع معامل التخفيف مع الزمن لفترتين زمنيتين (500و750 ثانية) لحالات الطرح الثلاثة (السطحي وحالتي الغاطس) و اجراء مقارنة في التخفيف الحاصل لحالات الطرح الثلاثةللحصول على اقضل نمط لطرح الحرارة في النهرباقل اثر بيئي للكائنات الحية وخاصة البكتيريا. من خلال تطبيق حالات الطرح الثلاثة للحرارة في النهر للدراسة الحالية تبين ان طرح الحرارة من خلال مصدر نقطي غاطس قريب من قاع النهر(0.83 من عمق النهر) يؤدي الى سرعة وصول النهر الى درجة حرارته الطبيعة لان التخفيف الناتج في العمق اكثر, والى تجنب الصدمة الحرارية الناتجة من الطرح الحراري السطحي . تم استخدام معادلات حفظ الزخم ومعادلة حفظ الطاقة لمعرفة توزيع وانتشار درجات الحرارة خلال منطقة الدراسة وكذلك تضمن النموذج العددي معادلات الاضطراب ( K .) المطورالذي تضمن حد الطفووالذي يؤدي الى زيادة الجريان الاضطرابي بزيادة kو وبالتالي زيادة معاملات اللزوجة. كما تم اعتماد معادلة الضغط الهيدروستاتيكي لحساب الضغط في كل نقطة من الدراسة . تم تبسيط المعادلات التفاضلية المختلفة الاشكال بطريقة الاتجاه المتناوب (الضمني- الصريح ) للفروق المحددة (ADI) مع تطبيق منظومة Up Winding للحصول على معادلات جبرية خطية تم حلها بطريقة كاوس-سيدل ( point-by-point Gauss – Siedel) . تمت مطابقةالنتائج بمقارنتها مع نتائج دراسة سابقة( الباحثة مي الجلبي) 1993). واستخدام فحص الحسا سية لمعرفة مدى تاثر النموذج بتغير عدة عوامل مؤثرة على الجريان بصورة عامة حيث وجد ان النموذج حساس الى سرعة النهر والى تغير معاملات اللزوجة و وتغير معامل الزمن للملوث(الحرارة) وغير حساس لتغير عامل الميل السطحي بالنسبة للطرح السطحي للحرارة.و ان النموذج ( لحالتي الطرح الغاطس) حساس الى تغير سرعة النهر والى تغير معاملات اللزوجة وتغير معامل الزمن للملوث (الحرارة) و تغير عامل الميل السطحي .