Data preparation, hydrodynamic and contaminant transport shallow-water simulations of Lake Victoria

Tid: Må 2019-11-25 kl 13.00

Plats: Sahara, Teknikringen 10B, Stockholm (English)

Ämnesområde: Mark- och vattenteknik

Licentiand: Seema Paul , Vatten- och miljöteknik

Granskare: Professor Felix Mtalo, University of Dar es Salaam, Tanzania

Huvudhandledare: Professor Vladimir Cvetkovic, Vatten- och miljöteknik; Professor (em) Jesper Oppelstrup, Numerisk analys, NA; Professor (em) Roger Thunvik, Vatten- och miljöteknik

Abstract

Denna studie undersöker med numerisk metodik hydrodynamiska processer i den mycket grundaVictoriasjön och hur de påverkas av extrem väderlek, inflöden, och nederbörd. Victoriasjön är denandra största sötvattensjön i världen, och den största i Afrika. Den är färskvattenförråd och källa förhushåll, jordbruk, industri, fiske och transporter. Resurserna ger livsuppehåll och ekosystemtjänsterför mer än 40 miljoner människor. Sjön är utsatt för allvarliga föroreningar som försämrarvattenkvaliteten. Detta arbete avser att förbättra förståelsen genom att följa rekommendationer somgivits ut av Lake Victoria Environment Management Project (LVEMP), och Lake Victoria BasinCommissions (LVBC) rapporter om strategi för anpassning till klimatförändringar, åtgärdsplan2018-2023 och översiktsplan 2015-2020. Rapporterna föreslår detaljerad genomgång avdjupkartor, modellering av strömning i sjön i syfte att identifiera extrema väderhändelser,undersöka vattencirkulationen, och studera föroreningarna nära stränder. En hydrodynamisknumerisk modell har byggts i simuleringspaketet COMSOL Multiphysics (CM) för uppskattning avströmning och vattenutbyte från förorenade inflöden. Arbetet innefattade utveckling av metoder förvattendjups-modeller för hydrodynamiska studier. Simuleringsmodellen drivs avhydrometeorologiska data och används för vattenmängds-balans, cirkulation ochföroreningstransport.Artikel 1 skapar vattendjupskartan från flera data-mängder med olika metoder. En vertikaltintegrerad modell med fri yta implementerades i CM. Modellen ger vertikalt medelvärdesbildadehastigheter drivna av flodinflöden, utflöde, nederbörd och avdunstning. Modellen representerarvattenbalansen exakt och ger variationer i vattennivå i rimlig överensstämmelse med mätningar.Resultaten antyder att modellen är nära linjär och tids-invariant. En utflödesmodell ansatt somlinjär i vatten-nivån kan anpassas noggrant till historiska data. Bättre realism kan uppnås omvindens pådrivande verkan inkluderas.Artikel 2 går igenom de hydro-meteorologiska processer och extrema väder-händelser som ändrarvattenbalans, strömningsmönster och transport. Vi har jämfört data över femtio år med modellens,inkluderande vattennivå, källor för osäkerhet i data, korrelationer, år med extrema regn ochinflöden, och årstidsvariationer. Resultaten tyder på att nederbörden varierar kraftigt medårstiderna, och signifikanta korrelationer ses mellan nederbörd och inflöden, och mellan utflöde ochvattennivå.Transport av lösliga föroreningar illustrerades genom spårning av vatten från de olika inflödena.Spårämnestransport med vertikalt medelvärdesbildade hastigheter är mycket långsam.Strömningen ökar något i våta årstider och är snabbare i den grunda zonen i Kenya än i de djuparedelarna i Uganda och Tanzania. Det största inflödet som kommer från Kagera tycks ha stor inverkanpå transporten.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-263593

Innehållsansvarig:infomaster@abe.kth.se
Tillhör: Skolan för arkitektur och samhällsbyggnad (ABE)
Senast ändrad: 2019-11-06