Numerical simulation of pollutant transport in shallow

water flows: Application to Nador lagoon

 

Simulation numérique de transport de polluant dans les écoulements à surface libre : Application

à la lagune de Nador

 

S. Daoudi1, I. Elmahi1, F. Benkhaldoun2, M. Zenasni1*

1 EMCS, ENSAO, Complexe universitaire, B.P. 669, Oujda, Maroc

2LAGA, 99 avenue Jean Baptiste Clément, 93430 Villetaneuse, France

* Corresponding author. E-mail: mzenasni@ensa.ump.ma

Received: 22 December 2008; revised version accepted: 26 February 2010

 

Abstract

     In this paper a finite volume algorithm based on Non Homogeneous Riemann solver is used to solve the equations governing the shallow water flow coupled with the transport-diffusion of a pollutant. The variation of bathymetry, frictions due to roughness of the bottom and wind effects are taken into account in the model. The scheme is used on unstructured meshes. It preserves the positivity of water depth and concentration of the contaminant and satisfies the property of the lake at rest. The performance of the method is validated in the case of transport of contaminant from the Mediterranean to the lagoon of Nador considering the two situations with and without the wind.

 

Keywords : Finite volume ; Pollutant transport ; Saint-Venant equations ; Non homogeneous Riemann solver ; Nador lagoon.

 

Résumé 

     Dans ce papier, un algorithme numérique du type volumes finis basé sur un Solveur de Riemann Non Homogène (SRNH) est utilisé pour résoudre les équations régissant l’écoulement de l’eau peu profonde couplées à l’équation de transport et diffusion d’un polluant. La variation de la bathymétrie, les frottements dus à la rugosité du fond ainsi que les effets du vent sont pris en compte dans le modèle. Le schéma est utilisé sur des maillages non structurés. Il préserve la positivité de la hauteur d’eau et la concentration du polluant et satisfait la propriété du lac au repos. La performance de la méthode est validée sur le cas du transport d’un contaminant provenant de la méditerranée vers la lagune de Nador en considérant les deux situations avec et sans effet du vent.

 

Mots clés : Volumes finis;Transport de polluant; Equations de Saint-Venant; Solveur de Riemann non homogène; Lagune de Nador.


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