Transport of pollutants in the Nador lagoon (Morocco)

by the finite volume method with SRNH scheme

Transport de polluants dans la lagune de Nador (Maroc)

par le Solveur de Riemann Non Homogène (SRNH)

en volumes finis

 

M. Mezouari1, M. Boulerhcha1*, I. Elmahi2, Z. Irzi3

1 COSTE, Faculté des Sciences, Département de Physique, Oujda, Maroc

2ENSA, Université Mohammed Premier, Oujda, Maroc

3 Faculté des Sciences, Département de Géologie, Oujda, Maroc

     * Corresponding author. E-mail: m.boulerhcha@fso.ump.ma

Received: 17 October 2011; revised version accepted: 10 December 2011

 

Abstract

     This work concerns the numerical simulation of flow and transport of pollutants in the Nador lagoon. This is a unique ecosystem on the Moroccan coast; it presents an ecological, biological and socio-economic interest. However, it is threatened by discharges from industrial and agricultural untreated activities. The flow and transport of pollutants in this lake are governed by the shallow water equations coupled with the advection-diffusion equation. This system of partial differential equations is resolved by the finite volume method with the SRNH (Non Homogeneous Riemann Solver) scheme, taking into account the source term, including the bottom friction and wind stress. This is a two order scheme, explicit and predictor-corrector type and it satisfies the conservation property. Two numerical tests are presented, in the first one the source of pollution is located at the sea, in the second one the pollution comes from the soil.

 

Keywords: Shallow Water Equations; SRNH Scheme; Mesh Adaptation; Finite Volume Method.

 

Résumé

     Le présent travail porte sur  l’écoulement et le transport de polluants dans la lagune de Nador. C’est un écosystème unique sur la côte marocaine ; il présente un intérêt très important, aussi bien écologique que biologique ou socio-économique. Il est cependant sous la menace de rejets provenant d’activités industrielles et agricoles non traitées. L’écoulement et le transport de polluant dans ce bassin, considéré comme un milieu peu profond à fond variable, sont  régis par les équations de Saint Venant couplées avec l’équation de convection-diffusion. La résolution de ce système d’équations aux dérivées partielles est réalisée par la méthode des volumes finis avec le schéma SRNH (Solveur de Riemann Non Homogène) en tenant compte du terme source  incluant les frottements du fond et la contrainte du vent. Il s’agit d’un schéma d’ordre deux, explicite, de type prédicteur-correcteur qui respecte la C-propriété. Les tests numériques présentés portent sur une source de pollution en provenance de la mer  puis sur une source de pollution provenant du sol. Ils sont réalisés en situation calme puis en présence du vent.

 

Mots clés: Equations de Saint Venant ; Schéma SRNH ; Volumes finis ; Lagune de Nador ; Transport de polluants.

 


 

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