Körfezlerde kirlilik kontrolü

Körfezler biyolojik olarak verimli su kütleleridir. Onlar birçok balığın yumurtlama alanıdır. Böylece, körfezler ticari ve eğlenme amaçlı balıkçılığı destekler. Birçoğu yatçılık için önemlidir ve estetik kaynaklar olarak değerlendirilir. Aynı zamanda, dünyadaki çoğu liman körfezlerde bulunur. Bu narin ekosistemler için tehlikeyi artıran fabrikalar da körfezlerde bulunma eğilimindedir. Körfezlerin birçok kullanımı, talepler ve bu taleplerin su kalitesi üzerine körfezdeki taşınma kapasitesi açısından birbirleriyle çekişirler. Matematik modeller bu çekişen taleplerin etkilerini değerlendirmede yardımcı olur ve koruyucu yönetim stratejileri geliştirirler. Bu çalışma, körfezlerdeki iki ve üç boyutlu difüzyon denklemlerine değinmektedir. Bu çalışmada, olayı tanımlayan iki ve üç boyutlu matematik modeller dikkate alınmıştır. İlk önce, Zobi (1989) nin bir boyutlu nümerik çözümünün sonucu ile iki ve üç boyutlu nümerik sonuçlar karşılaştırılarak, yatay ve dikey türbülans katsayılarının kirliliğin dağılımındaki etkisi araştırılmıştır. Sonra, körfezin üç boyutlu matematik modelinin noktasal kaynağı (3,2,2) noktasından (3,2,9) noktasına kadar sırasıyla değiştirilerek, matematik model her bir noktasal kaynağın kirliliğin dağılımı üzerindeki etkisini incelemek için çözülmüştür. Bunun yanında, noktasal kaynağı üç nokta kaynak ile değiştirerek ve deşarjı (3,2,2) noktasından (3,2,9) noktasına kadar sırasıyla vererek, her bir üç nokta kaynağın kirliliğin dağılımı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Ayrıca, yanal 'K' ekseninin kirliliğin dağılımındaki etkisi araştırılmıştır. Birinci bölümde dalga mekaniği üzerine bilgi verilmiştir. Bu bölümde, dalgaların özellikleri, tanımlar ve dalga hareketiyle ilgili teoriler sunulmuştur. Dalga haraketlerinin hidrodinamik modellerde kritik etkisi vardır. İkinci bölüm, adveksiyon, difüzyon ve advektif-difüzyon işlemleriyle ilgilidir ve su ve kirlilik hareketinin modellenmesiyle ilgili bir takım yaklaşımlar vermektedir. Bu yaklaşımlar hidrodinamik ve su kalitesi modellerini içermektedir. Hidrodinamik modeller su hareketleri ile ilgilenirken, su kalitesi modelleri kirliliğin yayılımı ile ilgilenir. Üçüncü bölümde, sonlu farklar metodu incelenmiştir. Modern teknik problemler karmaşık denklemlere yol açtığından sonlu farklar metodu son zamanlarda popüler olmaktadır. Ek olarak, bu bölümde hidrolikte sıkça karşılaşılan kısmi diferansiyel denklemler hakkında ek bilgi de verilmiştir. Dördüncü bölümde, iki ve üç boyutlu difüzyon denklemleri sonlu farklar denklemleri formunda verilmiş ve stabilite kriterleri Von Neumann stabilite analizi kullanılarak elde edilmiştir. Görülmüştür ki, körfezlerin matematik modelimin boyut sayısı artıkça zaman aralığı azalmıştır. XVBeşinci bölüm nümerik uygulamaları içerir, iki boyutlu ve üç boyutlu başlangıç ve sınır şartlan, Zobi (1989) nin bir boyutlu modellemesinde kullandığı gibi kullanılmıştır. Çözümler açık metod arayıcılığıyla yapılmıştır. Aynı zamanda, bu bölümde bazı hesap adımları daha iyi anlamak için gösterilmiştir. Altıncı bölümde, iki ve üç boyutlu denklemler kullanılarak elde edilen çözümler, Zobi (1989) ve diğer araştırmacıların sonuçlarıyla karşılaştınlrmştır. Üç boyutlu çözümün en gerçekçi çözüm olduğu sonucuna varılmıştır. Çözülen nümerik modeller sonucunda, en uygun deşarj yeri, su derinliği ile yanal uzunluğun % 50'si olarak bulunmuştur. Bu sonuç, çeşitli araştırmacıların çalışmalarıyla uyum içindedir. Limit konsantrasyon değerinin altında kalmak için üç nokta kaynağın kullanılması gerektiği sonucuna varılmıştır. Nümerik modelin boyutlarının sayısı artıkça konsantrasyon değerleri azalmıştır.