Mathematical modeling of pollutant transport and dispersion processes in the Dniester river

Abstract

This paper approaches the issue of water quality in river-type aquatic systems. It is discussed the importance of applying the mathematical and numerical models in order to assess the water quality and to predict different water pollution scenarios. It is presented an analysis of the field regarding the mathematical modeling of the spatio-temporal evolution of pollutants in river-type aquatic systems. As well, it is examined the water quality and are discussed the environmental issues regarding the pollution of the Dniester River. In the paper it is presented an analysis of the water samples taken from the Dniester River by the State Hydrometeorological Service, highlighting the pollutants that have exceeded the maximum permissible concentration on some sectors of the river. It is analyzed, as well as, the domain of mathematical models use for the calculation of the pollutant concentration area in the Dniester River and is proposed the development of the mathematical model based on the Navier-Stokes system of equations for the determination of hydrodynamic processes. In this paper it is also proposed a methodology for determining the spatio-temporal evolution of pollutants based on mathematical modeling using the fundamental equation of advection-dispersion.

Lucrarea abordează problema calității apei în sistemele acvatice de tip râu. Se discută importanța aplicării modelelor matematice și numerice în scopul evaluării calității apei și a predicțiilor diferitor scenarii de poluare a apei. Se prezintă o analiză al domeniului privind modelarea matematică a evoluției spațio-temporale a poluanților în sistemele acvatice de tip râu. Se examineaza calitatea apei și se discută problemele de mediu privind poluarea râului Nistru. În lucrare se prezintă o analiză a probelor de apă prelevate din râul Nistru de către Serviciul Hidrometeorologic de Stat cu evidențierea poluanților care au depășit concentratia maximă admisibilă pe unele sectoare al râului. Se analizează deasemenea şi domeniu privind utilizarea modelelor matematice pentru calculul câmpului de concentrații al poluanților în râul Nistru și se propune dezvoltarea modelului matematic în baza sistemului de ecuații Navier-Stokes pentru determinarea proceselor hidrodinamice. În lucrarea dată se mai propune şi o metodologie pentru determinarea evoluției spațio-temporale a poluanților în baza modelării matematice cu ajutorul ecuației fundamentale de advecție-dispersie.