Ανάπτυξη μαθηματικής προσομοίωσης για τον καθορισμό Ζώνης Ανάμιξης σε ποταμούς

Abstract

Στόχος της παρούσας διπλωματικής αποτελεί η μελέτη καθορισμού Ζωνών Ανάμιξης σε ποταμούς καθώς και ο καθορισμός των ELV για διάφορα σενάρια ρύπανσης. Αρχικά πραγματοποιείται θεωρητική ανάλυση της έννοιας των Ζωνών Ανάμιξης και μελετάται ο τρόπος καθορισμού αυτών. Στο πλαίσιο της έρευνας αναπτύχθηκε ένα λογισμικό σε γλώσσα προγραμματισμού MATLAB, το οποίο υπολογίζει την αραίωση ενός ρύπου κατά μήκος του αποδέκτη και έτσι επιτρέπει τον υπολογισμό των διαστάσεων της Ζώνης Ανάμιξης. Το λογισμικό εξετάζει την περίπτωση ρύπανσης τόσο από μία όσο και από πολλαπλές βιομηχανίες. Πραγματοποιήθηκε ανάλυση ευαισθησίας του μοντέλου και ακολούθως εξετάσθηκαν διάφορα εναλλακτικά σενάρια ρύπανσης ποταμού, τα οποία βοήθησαν στην αξιολόγηση του τρόπου λειτουργίας του μοντέλου αλλά και στην πρόταση εναλλακτικών μεθοδολογιών καθορισμού μιας ΖΑ. Επιπλέον εντοπίσθηκαν οι αδυναμίες του μοντέλου, τα σημεία που χρήζουν περαιτέρω προβληματισμού και έρευνας, ενώ τελικά προτάθηκαν και συγκεκριμένες αλλαγές στο μοντέλο σε ό,τι αφορά τη λογική αντιμετώπισης της ρύπανσης από πολλαπλές βιομηχανίες.

The present diploma thesis is dealing with the study of the designation of Mixing Zones in river water bodies and the derivation of the ELV for several pollution scenarios. First of all a theoretical approach of the Mixing Zone concept was done in order to examine the critical points in the whole process. In the terms of this study a model that calculates the dilution of a pollutant in a river was developed and was also presented in a coded format using MATLAB. This model allows for the calculation of the dimensions of a candidate Mixing Zone not only in the case of one discharge but also in the case of multiple discharges. Moreover, sensitivity analysis of the model was done and a number of different scenarios were conducted, dealing with the pollution of a river. Through the abovementioned scenarios the model was evaluated and alternative methodologies regarding the designation of Mixing Zones and the calculation of the ELV were proposed. The weak points of the model, that need to be further examined, were located. Finally some specific changes of the model were proposed, regarding the pollution of a river from multiple discharges.