A three-dimensional numerical model is used to simulate the thermal destratification caused by hypolimnetic jets releasing oxygen-rich water for lake restoration. Focussing on the case study described in the companion paper, i.e. the small, relatively shallow Lake Serraia (Trentino, Italy), a specific simplified sub-grid model is developed in the numerical model to reproduce jet entrainment with reduced computational costs, with the aim to simulate the whole lake dynamics along several weeks. The noticeable agreement between numerical results and available measurements suggests that the model can be used to understand the main effects of the hypolimnetic oxygenation in different scenarios. Therefore, different options can be evaluated and guidelines can be proposed for lake management, with the aim to preserve the typical thermal stratification while providing sufficient oxygen mass to proceed with the restoration phase

چکیده

یک مدل سه بعدی عددی برای شبیه­ سازی عدم لایه ­بندی حرارتی به وجود آمده به وسیله فواره ­های هایپولیمنتیکی که آب غنی از اکسیژن برای بازسازی دریاچه آزاد می ­کنند. با تمرکز بر روی مطالعه موردی توصیف شده در مقاله همراه (تافولون و همکاران، 2013)، یعنی دریاچه کوچک تقریبا کم عمق سرایا (تورنتو، ایتالیا)، یک مدل خاص ساده شده زیر شبکه ­ای در مدل عددی برای باز تولید هوادهی فواره با هزینه­ های محاسباتی کاهش یافته، با هدف شبیه­ سازی پویایی ­های کل دریاچه در طی چند هفته توسعه داده شده است. توافق قابل توجه بین نتایج عددی و اندازه ­گیری ­های موجود نشان می ­دهد که این مدل می ­تواند برای فهم اثرات اصلی اکسیژن­ دهی هایپولیمنتیک در سناریو های مختلف استفاده شود. بنابراین، گزینه ­های مختلفی می­ توانند مورد ارزیابی قرار گیرند و خط مشی­ ها می ­توانند برای مدیریت دریاچه در نظر گرفته شوند، با هدف حفظ لایه ­بندی حرارتی معمول در حالیکه جرم اکسیژن کافی برای رفتن به فاز بازیابی را در اختیار قرار می ­دهد.

1-مقدمه

استفاده از مدل ­های عددی برای شبیه ­سازی فرآیند های زیست محیطی در دریاچه ­ها تبدیل به یک روش معمول برای درک پویایی ­هایی که در حوزه آب رخ می ­دهند و برای طراحی مداخلات ممکن برای یک مدیریت موفق شده ­اند. طبقات مختلفی از مدل در حال حاضر در دسترس ­اند، از ساده­ ترین مدل ­های جعبه ­ای تا مدل­ های سه بعدی با ماژول ­های پیچیده تلاطم. تمام طیف­ های گزینه­ ها هنوز هم در کاربرد های عملی استفاده می­ شوند، و مناسب ­ترین مدل به صورت ایده ­آل بر اساس پیچیدگی مشکل، وضوح مورد نیاز مدل، جزئیات انتظاری برای نتایج و طول دوره زمانی تحت بررسی انتخاب شده است...