مدل سازی عددی آلودگی نفتی و ذرات بر روی آب های خلیج فارس در عسلویه با در نظر گرفتن اثرات باد، جزر و مد و حلالیت در آب
Abstract
اهمیت ارتباط مسائل زیست محیطی دریایی با ریزشهای نفت و زیانهای ناشی از آن ، به توسعه مدل های عددی به منظور پیش بینی انتقال و سرنوشت لکه های نفتی منجر شده است. وقتی آلودگی نفتی از یک منبع نقطه ای به محیطی تخلیه می شود، برحسب خصوصیت آن آلاینده، دمای محیط، غلظت سایر مواد درون آب و وزش باد و دیگر عوامل، آلودگی تخلیه شده به محیط شروع به پخش شدن در راستای افقی و عمودی می کند. با توسعه علم کامپیوتر، کاربرد دینامیک سیالات محاسباتی در صنایع دریایی امکان پذیر و عملی شد. این محاسبات دریچه ای تازه از دقت را گشود. در این مقاله از نرم افزار مایک3 برای مدلسازی انتشار لکه نفتی در منطقه عسلویه در ماه های آگوست و سپتامبر سال 2008 میلادی استفاده شده است. به همین منظور در ابتدا تنگه هرمز به عنوان مرز ورود جریان آب به منطقه خلیج فارس در نظر گرفته شده است. سپس سری زمانی نوسانات سطح آب جزیره هنگام که نزدیک ترین منطقه به تنگه هرمز می باشد، به عنوان یکی از شرایط مرزی به مدل اعمال شده است. همچنین سری زمانی سرعت و جهت باد در منطقه عسلویه به عنوان دیگر شرط مرزی در نظر گرفته شده است. علاوه بر این، برای حل معادلات هیدرودینامیکی اغتشاشی ناویر استوکس از فرمول اسماگورینسکی که تطابق خوب آن با نتایج تجربی احراز گردیده، استفاده شده است. نتایج سرعت و نوسانات آب ترمینال عسلویه نیز با داده های میدانی به دست آمده از جریان سنج ها و بویه ها مقایسه و صحت آنها احراز گردیده است. سپس با اعمال میدان سرعت به دست آمده از ماژول هیدرودینامیکی و اعمال آن به مدول تحلیل لکه نرم افزار، میزان تبخیر، امولسیون و سرنوشت لکه نفتی در منطقه برای مهار گسترش آلودگی به دست آمده است. نتابج مطالعات موردی نشان می دهد که مدل قادر است سرنوشت لکه نفتی را با دقت خوبی و در مدت زمانی کوتاه پیش بینی کند. همچنین بر طبق نقشه های ریسک، لکه نفتی به سمت سواحل حرکت کرده و به سواحل نزدیک عسلویه خسارت زده است. بر طبق این نتایج در سال 2008 حرکت لکه نفتی به سمت شمال غرب منطقه عسلویه بوده و در پایان بازه زمانی بنادر سیراف و کنگان آلوده شده اند. مساحت سطح آلوده شده در محدوده ی 62 کیلومتر مربع تخمین زده شده است. در سال 2012 نیز این گسترش به سمت جنوب عسلویه به علت وزش بادهای شمال غربی بوده و خلیج نایبند آلوده شده است. در این سال سطح منطقه ی پوشیده شده با لکه نفتی در حدود 28 کیلومترمربع می باشد. در پایان نتایج نشان می دهد که نیروی باد، نقش موثری در فرآیندهای استهلاک لکه نفتی مانند تبخیر و امولسیون نفت در آب دارد. بر اساس تحقیقات، نفت تبخیری در حدود92 درصد و میزان امولسیون 69 درصد افزایش یافته است. همچنین میزان حلالیت در حدود 17 درصد کاهش را نشان می دهد. بنابراین مقدار نفت باقی مانده در اثر تنش برشی باد به طور متوسط 30 درصد کاهش یافته است.