مدل عددي سه بعدي پيش بيني حركت لكه نفت ناشي از ريزش اتفاقي در ناحيه بين جزيره خارك و بندر بوشهر - سواحل شمالي خليج فارس در تابستان

A Numerical Model for Prediction of Oil Slick Movement from Spill Accident Between Khark Island and Busher Port in The North Coastal of Persian Gulf in Summer

زمينه و هدف: اين مقاله، مدل عددي سه بعدي بر اساس حل معادلات حاكم ناوير استوكس و پيوستگي جهت پيش‌بيني حركت لكه نفتي ناشي از حادثه ريزش اتفاقي در ناحيه بين جزيره خارك و بندر بوشهر واقع در سواحل شمالي خليج فارس را معرفي مي كند. روش بررسي: در اين مدل با كمك معادله غلظت، مدل سه بعدي حركت ذرات نفت در ستون آب به دست مي آيد. در فرمول بندي مدل از تقريب بوسينسك به صورت معادلات ليپس استفاده شده است. براي حل معادله فرا رفت در مدل، الگوريتم بالا سوي وزن دار ترابرد مثبت معين چند بعدي(MPDATA)3 به كار رفته است. اساس اين الگوريتم، طرحواره ساده پاد جريانسو است كه در آن از مفهوم سرعت پاد پخش براي تعديل اثر پخش موجود در طرحواره استفاده مي‌شود. در مدل، سرعت باد و ضرايب پخش عمودي و افقي، چگالي جريان آب - نفت متغير در نظر گرفته شده است. يافته ها: مدل عددي با شبكه به ابعاد 180 555 كيلومتر مربع، 11346 نقطه، 3000 = = متر اجرا شده و شكل هاي توزيع غلظت و جهت ذرات نفت خام در تابستان طي 7/1 ، 7 و 14 ساعت پس از حادثه ريزش اتفاقي در ترازهاي 5 ،10 و 15 متر از سطح آب به دست آمده است. نتيجه گيري: مدل نشان مي‌دهد جهت حركت ذرات در تابستان به طرف بندر بوشهر مي‌باشد كه با تجربيات و مطالعات در توافق مي‌باشد.اين تحقيق مي تواند در پيش بيني و جهت حركت آلودگي نفت به منظور جمع آوري آلودگي ناشي از ريزش اتفاقي در دريا، جهت جلوگيري از خطر حركت آن به طرف ساحل، مفيد واقع شود.

Introduction: This paper presents a three- dimensional numerical model based on 3- D Navier – Stokes and continuity equations. The model is used to simulate the prediction of the movement of oil slicks from spill accident in region between Khark Island and Busher Port in the north coastal of Persian Gulf. Material and Method: A three – dimensional model is developed based on the mass transport equation to predict the movement of oil particles in the water column. The model uses Boussinesq approximation as Lipps. For the advection term in the model an upwind weighted, multidimensional positive definite advection transport algorithm (MPDATA) is used. Base on this algorithm an explicit finite difference scheme that uses an anti-diffusive velocity sense for equilibrium diffusion effect is used. Densities of the oil and water, wind speed and horizontal and vertical diffusion coefficients are variable in the model. Results: The computational domain covers an area of 555? 180 km2 with 11346 grids and ?x ? ?y ? 3000 m in spill point, 21 km offshore. The model predicts concentration distribution of oil particles and current speeds and directions for 1.7, 7 and 14 hours in summer after spill accident in 5, 10 and 15 meters levels. Numerical results show that particles spreading are towards Busher Port in summer. There is good agreement with valid theories and experiment of data runs. Discussion: This research can be helpful to predict the movement of oil pollution at sea to collect pollution from spill accident to avoid the risk of moving it to the beach.