توضیحات
عنوان فارسی: بهینه سازی برنامه LID برای بررسی جریان آب باران در مناطق شهری- روش مدلسازی و تجربی
عنوان انگلیسی مقاله ترجمه شده:
Optimizing low impact development (LID) for stormwater runoff treatment in urban area, Korea: Experimental and modeling approach
چکیده
اخیرا توسعه و استمرار شهرنشینی منجر به افزایش نفوذپذیری و آلاینده های سطحی در آب باران شده است.همچنین یکی از بزرگترین مشکلات انتشار آلاینده ها تاثیر جریانات اولیه FFE می باشد که دلالت بر سرعت خروج بیشتر آب باران دارد.اقدامات LID به عنوان استراتژی مناسب برای کنترل جریان آب باران و آلودگی در اکوسیستم شهری در نظر گرفته می شود.به هر حال این عامل نیازمند تلاش های بسیاری برای مدل سازی و آزمایش است تا ویژگی های LID را بررسی کرده و اصولی را برای بهینه سازی مدیریت LID مطرح کند.در این تحقیق ما روش جدیدی را برای بهینه سازی انواع مختلف LID با انجام چندین مدل عددی و نظارت بر جریان آب در منطقه تجاری در کره ارائه کردیم.روش مطرح شده در یک تلاش برای تعدیل FFE بر آب دریافت شده بهینه سازی میزان LID را بیان می کند.از اینرو هدف اصلی بهینه سازی به حداقل رساندن جریان آب اولیه FFE می باشد که خود شاخص تعیین کمیت FFL است .اندازه بهینه در 6 مورد مختلف LID در قالب عمق جریان از 1.2 تا 3 میلی متر است که می تواند FFE را متعادل سازد.امیدواریم که روش مطرح شده جدید بتواند برای استراتژی های جدید LID در کاهش FFE موثر باشد.
اخیرا توسعه و استمرار شهرنشینی منجر به افزایش نفوذپذیری و آلاینده های سطحی در اب باران شده است.این عامل افزایش پتانسیل سیلاب را نیز به همراه دارد و می تواند از طریق افزایش الاینده های مرتبط – موادغذایی و مواد شیمیایی ارگانیک بر کیفیت آب تاثیر بگذارد.یکی از بزرگترین مشکلات انتشار آلاینده ها تاثیر اب اولیه FFE است که دلالت بر میزان خروج بیشتر الاینده ها یا غلظت در حجم اب باران در مقایسه با اب سیلاب دارد.چندین مورد از تحقیقات نظارتی و مدل سازی هم برای توصیف اب های باران با آلاینده های مختلف از جمله مواد غذایی – فلزات سنگین – نفت و چربی و E.coli انجام شده است.
مقدمه
اخیرا اقدامات lid به عنوان یک راهکار مهم برای کنترل اب باران در شهر – جلوگیری از الودگی اکوسیستم های معتبر شهری بیان شده است.LID یک روش سبز برای مدیریت اب باران است که به دنبال حفظ اب شناسی در منطقه داده شده با استفاده از سنجش های کنترلی میکرو می باشد.به هر حال این استراتژی نیازمند تلاش های تجربی بیشتر برای بررسی ویژگی های LID و مطرح کردن قوانین کافی برای بهینه سازی عملکرد LID می باشد.مدل سازی ریاضی می تواند برای تعیین نوع LID و جایگزینی روش مدیریتی بکار گرفته شود و کاربرد بیشتر از LID را بدنبال داشته باشد .همچنین می تواند برای استفاده از LID بصورزت موثر مفید باشد.قبلا روش های مدیریت اب باران که با LID در ارتباط بودند بیشتر متمرکز بر کنترل حوادث جهت کاهش پتانسیل سیلاب بودند در حالیکه دوره خاص برای برگشت یک معیار مهم برای طراحی LID برای مناطق داده شده است.WQCV حجم بدست امده از کیفیت اب هم برای مدیریت اب باران در مناطق شهری تلاشی برای پیشگیری از الودگی اب است.این روش برای طراحی LID در بسیاری از مناطق امریکا بکار گرفته شده است.چون WQCV بر اساس حجم کلی است تاثیر FFE را بر کیفیت اب در نظر نمی گیرد.FFE فرصتی برای طراحی موثرتر LID فراهم می اورد.همچنین لی و همکارانش در سال 2006 و ابریشم چی در سال 2010 بر بررسی جریان اولیه آب در مقایسه با حجم کلی آب تاکید کرده اند تا بتوان مدیریت موثر داشت .به علاوه، LID های مختلف دارای واکنش های آب شناسی وویژگیهای بررسی آب خاص خود می باشند ، بنابراین عملکرد هر LID متفاوت می باشد.چند مورد از تحقیقات قبلی تاکید بر سنجش LID داشته اند.در اینجا ما روش جدیدی برای طرحی LID جهت کاهش FFE ارائه کردیم که با برنامه های نظارتی فشرده و تلاشهای مدلسازی دریک منطقه تجاری در کره ترکیب می شود. اهداف این تحقیق عبارتند از : 1 – کنترل و نظارت بر جریان آب در منطقه تحقیق ، 2- توسعه و گسنرش مدل همراه با مشاهدات، و 3- بهینه سازی اندازه LID های مختلف جهت کاهش FFE.
مواد و روشها
1-2 توصیف منطقه
ما یک منطقه تجاری در گوانجو در کره را بری توصیف جریان آب و FFE انتخاب کردیم( شکل 1).این منطقه با وسعت (0.0125 km2),دارای سیستم فاضلاب مجزا است که در ان نفوذپذیری بالا می باشد.در این منطقه ادارات – رستورانها – محوطه پارکینگ و یک تعمیرگاه به همراه یک منطقه مسکونی وجود دارد.منطقثه نفوذپذیر فقط در قسمت پارکینگ است که جز کمی از منطقه می باشد حدود 15 درصد.بسیاری از رستوران ها و ادارات در طبقات اول و دوم قرار گرفته اند و منطقه مسکونی در طبقات سوم و چهارم قرار گرفته است .میانگین میزان بارش در منطقه 1391 میلی متر می باشد ومیانگین حداقل و حداکثر دما به ترتیب 29.3 و 19.3 سانتی گراد می باشد.
2-2 نمونه گیری از آب باران و جمع آوری اطلاعات
جریان آب باران و جامدات معلق حاصل از منطقه تجاری در پایان دوره زهکشی و با استفاده از جریان سنج در طول دوران فصول مرطوب کنترل می شوند.سرعت جریان هر دقیقه کنترل می شود و نمونه های مربوط به کیفیت آب به صورت دستی در بازه های 15 تا 30 دقیقه جهت ثبت ویژگیهای اولیه جریان جمع آوری می شوند و سپس در بازه های 1 تا 2 ساعت برای ثبت جریان جمع آوری می شوند. کنترل به مدت 12 ساعت بعد از باران بارش متوقف می شود. ما چهار رویداد مختلف بارش را کنترل کردیم که برای محاسبه و اعتبار سنجی مدل مورد استفاده قرار می گیرند. این نمونه ها در بطری های پلی اتیلن 4 لیتری در منطقه ذخیره می شوند و به آزمایشگاه دانشگاه ملی چونام منتقل می شود تا تجزیه شیمیایی انجام شود.SS با استفاده از روش APHA تجزیه می شوند. اطلاعات هواشناسی از ایستگاه نزدیک گوانجو گرفته شده اند. اطلاعات جغرافیایی و ویژگیهای خاک و کاربری اراضی از سازمان ملی اطلاعات جغرافیایی و سازمان اجرایی توسعه شهری گرفته شده است.
3-2 توصیف مدل و گنجایش LID
مدل مدیریت آب باران EPA نسخه 5.1 برای شبیه سازی جریان آب باران ، فاضلاب های مرکب ، فاضلاب های بهداشتی 0کانال های باز و کانال های طبیعی و نامنظم و دیگر سیستم های زهکشی به کار گرفته می شود.مدل مدیریت آب باران EPA یک مدل دینامیک آب باران- میزان بارش برای شبیه سازی پیوسته و تک رویدادی کمیت آب باران و کیفیت است( رزمن 2005). در سنجش آب شناسی SWMM، مدل تصفیه از مدل GreenAmpt استفاده می کند که میزان پالایش آب باران را در لایه بالایی اشباع نشده در یک منطقه نفوذپذیر محاسبه کند، در حالیکه جریان سطحی با استفاده از معادله مانینگ محاسبه می شود. مکانیزم های مرکب و شستشو مدل اصلی برای شبیه سازی کیفیت آب در SWMM می باشد.میزان ترکیب به صورت ترکیبی از عدد روزهای خشک به صورت زیر به دست می آید
به طوری که B میزان آلاینده ها در هر محیط (kg/ha),- B1 حداکثر ترکیب ممکن و , B2 مقدار ثابت نیمه اشباع شده است.
شستشو هم تا حد زیادی تحت تاثیر آلاینده های موجود در سطح آبخیز و شستشوی اراضی است که در طول رویدادهای بارش-جریان آب اتفاق می افتند.
شکل 1 – مکان نمونه ی مورد مطالعه
جدول 1 – پارامتر های امکانات LID
به طوری که W میزان بار – C1 ضریب شستشو –C2 توان شستشو – q سرعت جریان در منطقه و B میزان آلاینده در واحد حجم است. سنجش LID در SWMM برای به دست آوردن جریان سطحی در حجم کلی –تصفیه و تبخیر محاسبه شده توسط SWMM محاسبه می شود.5 نوع مختلف شامل احیای زیستی- تصفیه- سطوح نفوذ پذیر –بشکه های باران و گودال های دارای پوشش گیاهی می باشند. محفظه های احیای زیستی – حفره های تصفیه و سطوح نفوذ پذیر شامل گزینه های زهکشی برای انتقال جریان می باشد.حفره های تصفیه و سیستم های دارای سطوح مسطح می توانند تاثیر مسدود کننده داشته باشند که منجر به کاهش رسانایی هیدرولیک می شود.مدل SWMM برای ارزیابی تاثیرات LID بر زهکشی سنتی مورد استفاده قرار می گیرد.در این تحقیق،از پارامترهای پیشنهاد شده توسط چو و همکارانش در سال 2013 استفاده کردیم که در جدول 1 هم نشان داده شده است.
توجه
- برای دانلود فایل کامل ورد لطفا اقدام به خرید نمایید.
- پس از خرید بلافاصله لینک دانلود فایل برای شما ایمیل خواهد شد.
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.