Siporek: a computer program for simulating spills of hazardous chemicals in natural watercources
Siporek: program za hitro oceno onesnaženosti vodotoka v primerih razlitij nevarnih snovi
- Avtorji: Nataša Sirnik, Gregor Vilhar, Andrej Širca, Rudi Rajar, Dušan Žagar, Matjaž Četina
- Citat: Acta hydrotechnica, vol. 25, no. 43, pp. 117-127, 2012.
- Povzetek: Siporek je računalniški program, namenjen hitri oceni posledic onesnaženja vodotokov v primerih razlitij nevarnih snovi. V osnovi je enodimenzijski, vendar omogoča tudi poenostavljeno določanje koncentracije in časa potovanja onesnažila v ožjih akumulacijah (npr. v zajezbah hidroelektrarn, idr.); uporabimo ga lahko vedno, ko tok ni preveč dvo- ali tridimenzijski. Rezultat modeliranja sta hitrost potovanja onesnažila ter graf spreminjanja koncentracije razlite snovi vzdolž vodotoka; za vsak računski primer je možno izrisati krivulji c-t ali c-x. Pri določanju časa potovanja onesnaženja program upošteva advekcijo in disperzijo, pri določanju koncentracije razlite snovi pa še izhlapevanje onesnažila ter mehansko širjenje madeža. S programom Siporek je možno modelirati vse vrste vodotokov, ki nastopajo v Sloveniji: od deročih hudourniških do mirnejših ravninskih; poenostavljeno je možno upoštevati tudi vpliv jezov in slapov na hitrost potovanja onesnažil. Siporek je uporabniku prijazen in enostaven za uporabo. Napisan je v programskem jeziku C++, za grafični vmesnik smo uporabili knjižnico Qt 4.7. Računski čas znaša okoli 1 sekundo. Za račun potrebujemo razmeroma malo vhodnih podatkov: podatke o poenostavljeni geometriji struge, naklon dna, Manningov koeficient trenja, pretok, podatke o dinamiki izliva onesnaženja. Uporabljamo prečni prerez pravokotne ali trapezne oblike; os vodotoka opišemo kot vsoto posameznih linearnih odsekov z enotnim prečnim prerezom in konstantnimi parametri. Da bi rezultate v primeru razlitij nevarnih snovi dobili čim hitreje, smo vnaprej pripravili že tudi zbirko potrebnih vhodnih podatkov za celotno rečno mrežo Slovenije (za vse vodotoke, širše od 5 m).
- Ključne besede: računalniški program, razlitja nevarnih snovi, vodotoki, hitrost potovanja onesnaženja, koncentracija razlite snovi
- Polno besedilo: a43ns.pdf
- Viri:
- Al-Rabeh A.H., Lardner R.W., Gunay N. (2000). Gulfspill Version 2.0: a software package for oil spills in the Arabian Gulf. Environmental Modelling & Software 15, 425–442.
- ARSO, Agencija RS za Okolje (2014). Dostop do podatkov o vodah v Sloveniji. Dostopno na spletu: http://vode.arso.gov.si/ (pridobljeno 18. 6. 2014).
- Belleudy P. (2000). Restoring flow capacity in the Loire River bed. Hydrological Processes 14, 2331–2344.
- Chow V.T. (1959). Open-Channel Hydraulics. McGraw-Hill, 680 p.
- Četina M., Banovec P., Fesel M., Cerk M., Cilenšek A., Sirnik N., Džebo E. (2012). Študija učinkovite uporabe vodnih baraž–OCV. Tehnično poročilo. Univerza v Ljubljani, FGG, 105 p.
- Đurović B., Mikoš M. (2004). Preventive management of risks due to natural hazards – Procedures in the Alpine Countries and in Slovenia. Acta hydrotechnica, 22(36), 17–35.
- Fischer H., List E., Koh R., Imberger J., Brooks N. (1979). Mixing in inland and coastal waters. Academic Press Inc, 483 p.
- Geopedia (2013). Dostopno na spletu: http://www.geopedia.si/ (pridobljeno 3. 6. 2014).
- Google Earth (2013). Dostopno na spletu: http://www.google.com/earth/index.html/ (pridobljeno 14. 11. 2012).
- HEC-RAS, US Army Corps of Engineers (2013). Dostopno na spletu: http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/ (pridobljeno 6. 6. 2014).
- Lehr W.J., Fraga R.J., Belen M.S., Cekirge H.M. (1984). A new technique to estimate initial spill size using a modified Fay-type spreading formula. Marine Pollution Bulletin, 15, 326–329.
- Mackay D., Paterson S., Nadeau S., (1980). Calculation of the evaporation rate of volatile liquids. Proceedings of the 1980 National conference on control of hazardous material spills, Louisville, Kentucky, 361–368.
- Pestotnik S., Hojnik T., Šraj M. (2012). Analysis of the possibility of using the distributed two-dimensional model Flo-2D for hydrological modeling. Acta hydrotechnica, 25(43), 85–103.
- Rajar R., Širca A., Četina M., Steinman F., Žagar D. (1994). Matematični model za simulacijo širjenja nafte in procesov ob razlitju polutantov v površinskih vodah - 2. del: Enodimenzionalni model za simulacijo širjenja nafte in polutantov v rekah. Tehnično poročilo. Univerza v Ljubljani, FGG, 19 p.
- Rak G. (2006). Uporaba prostorskih podatkov v analizi hidravličnih lastnosti vodotokov (Using spatial data in open channel hydraulic analysis). Unpublished Bachelor Thesis, Univerza v Ljubljani, FGG, 81 p.
- Razlitje, Spletna aplikacija za učinkovito uporabo vodnih baraž (2012). Dostopno na spletu: http://www.vokas.razlitje/ (pridobljeno 5. 12.2012).
- Shen H., Yapa P., Wang D., Yang X. (1991). A mathematical model for oil slick transport and mixing in rivers. Tech. Report No 91-1, Department of Civil and Environmental Engineering, Clarkson University, Potsdam.
- Steinman F. (1999). Hidravlika. Univerza v Ljubljani, FGG, 295 p.
- Širca A., Rajar R. (1997). SIPOR – program za brzu prognozu rasprostiranja polutanata u rijekama. Vodoprivreda 1, 17–25 (in Serbo-Croatian).
- Širca A., Rajar R., Četina M. (1994). SIPOREK – Program za hitro oceno onesnaženja v vodotokih ob morebitnih razlitjih. Mišičev vodarski dan '94: Ukrepi za varovanje voda pred onesnaženjem, 64–69.