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Numerical simulation of flow dynamics in a tidal river under various upstream hydrologic conditions.

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Title: Numerical simulation of flow dynamics in a tidal river under various upstream hydrologic conditions.
Alternate Title: Simulation numérique de la dynamique de l'écoulement dans une rivière à marées sous l'influence de diverses conditions hydrologiques amont.
Authors: Devkota, Janesh1 (AUTHOR), Fang, Xing1 (AUTHOR) xing.fang@auburn.edu
Source: Hydrological Sciences Journal/Journal des Sciences Hydrologiques. Oct2015, Vol. 60 Issue 10, p1666-1689. 24p.
Subjects: Computer simulation of fluid dynamics, Tidal currents, Hydrologic models, Streamflow, Water temperature
Abstract (English): A three-dimensional Environmental Fluid Dynamics Code model was developed for a 17-km segment of the Mobile River, Alabama, USA. The model external forcing factors include river inflows from upstream, tides from downstream, and atmospheric conditions. The model was calibrated against measured water levels, velocities, and temperatures from 26 April to 29 August 2011. The Nash-Sutcliffe coefficients for water levels were greater than 0.94 and for water temperatures ranged from 0.88 to 0.99. The calibrated model was extended approximately 13 km upstream for simulating unsteady flow, dye, and temperature distributions in the Mobile River under different upstream inflows and downstream harmonic tides. Velocity profiles and distributions of flow, dye, and temperature at various locations were analyzed and show that flow recirculation could only occur under small inflow (50 m3 s-1) when downstream tides control the flow pattern in the Mobile River. The model results reveal complex interactions among discharges from a power plant, inflows, and tides. Editor D. Koutsoyiannis; Associate editor D. Yang [ABSTRACT FROM AUTHOR]
Abstract (French): Le programme d’un modèle environnemental de la dynamique des fluides en trois dimensions a été développé pour un segment de 17 km de la rivière Mobile en Alabama, Etats-Unis. Le forçage externe du modèle comprend l’apport de la rivière en amont, les marées en aval et les conditions atmosphériques. Le modèle a été calé par rapport aux mesures de hauteur d’eau, aux vitesses et aux températures du 26 avril au 29 août 2011. Les coefficients de Nash-Sutcliffe pour les hauteurs d’eau étaient supérieurs à 0,94 et pour les températures de l’eau variaient entre 0,88 et 0,99. Le modèle calé a été étendu à environ 13 km en amont pour simuler les distributions de l’écoulement instable, du colorant et de température dans la rivière Mobile sous différentes entrées en amont et harmoniques de marées en aval. Les profils de vitesse et les distributions de flux, de colorant et de température ont été analysés à différents endroits et montrent que la recirculation de l’écoulement ne peut se produire qu’en cas d’apport faible (50 m3 s-1) lorsque les marées en aval contrôlent le schéma d’écoulement dans la rivière Mobile. Les résultats du modèle révèlent des interactions complexes entre les rejets d’une usine d’alimentation, les apports et les marées. [ABSTRACT FROM PUBLISHER]
Abstract (French): Le programme d’un modèle environnemental de la dynamique des fluides en trois dimensions a été développé pour un segment de 17 km de la rivière Mobile en Alabama, Etats-Unis. Le forçage externe du modèle comprend l’apport de la rivière en amont, les marées en aval et les conditions atmosphériques. Le modèle a été calé par rapport aux mesures de hauteur d’eau, aux vitesses et aux températures du 26 avril au 29 août 2011. Les coefficients de Nash-Sutcliffe pour les hauteurs d’eau étaient supérieurs à 0,94 et pour les températures de l’eau variaient entre 0,88 et 0,99. Le modèle calé a été étendu à environ 13 km en amont pour simuler les distributions de l’écoulement instable, du colorant et de température dans la rivière Mobile sous différentes entrées en amont et harmoniques de marées en aval. Les profils de vitesse et les distributions de flux, de colorant et de température ont été analysés à différents endroits et montrent que la recirculation de l’écoulement ne peut se produire qu’en cas d’apport faible (50 m3 s-1) lorsque les marées en aval contrôlent le schéma d’écoulement dans la rivière Mobile. Les résultats du modèle révèlent des interactions complexes entre les rejets d’une usine d’alimentation, les apports et les marées. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
Copyright of Hydrological Sciences Journal/Journal des Sciences Hydrologiques is the property of Taylor & Francis Ltd and its content may not be copied or emailed to multiple sites without the copyright holder's express written permission. Additionally, content may not be used with any artificial intelligence tools or machine learning technologies. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)
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  Data: Le programme d’un modèle environnemental de la dynamique des fluides en trois dimensions a été développé pour un segment de 17 km de la rivière Mobile en Alabama, Etats-Unis. Le forçage externe du modèle comprend l’apport de la rivière en amont, les marées en aval et les conditions atmosphériques. Le modèle a été calé par rapport aux mesures de hauteur d’eau, aux vitesses et aux températures du 26 avril au 29 août 2011. Les coefficients de Nash-Sutcliffe pour les hauteurs d’eau étaient supérieurs à 0,94 et pour les températures de l’eau variaient entre 0,88 et 0,99. Le modèle calé a été étendu à environ 13 km en amont pour simuler les distributions de l’écoulement instable, du colorant et de température dans la rivière Mobile sous différentes entrées en amont et harmoniques de marées en aval. Les profils de vitesse et les distributions de flux, de colorant et de température ont été analysés à différents endroits et montrent que la recirculation de l’écoulement ne peut se produire qu’en cas d’apport faible (50 m3 s-1) lorsque les marées en aval contrôlent le schéma d’écoulement dans la rivière Mobile. Les résultats du modèle révèlent des interactions complexes entre les rejets d’une usine d’alimentation, les apports et les marées. [ABSTRACT FROM PUBLISHER]
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  Data: Le programme d’un modèle environnemental de la dynamique des fluides en trois dimensions a été développé pour un segment de 17 km de la rivière Mobile en Alabama, Etats-Unis. Le forçage externe du modèle comprend l’apport de la rivière en amont, les marées en aval et les conditions atmosphériques. Le modèle a été calé par rapport aux mesures de hauteur d’eau, aux vitesses et aux températures du 26 avril au 29 août 2011. Les coefficients de Nash-Sutcliffe pour les hauteurs d’eau étaient supérieurs à 0,94 et pour les températures de l’eau variaient entre 0,88 et 0,99. Le modèle calé a été étendu à environ 13 km en amont pour simuler les distributions de l’écoulement instable, du colorant et de température dans la rivière Mobile sous différentes entrées en amont et harmoniques de marées en aval. Les profils de vitesse et les distributions de flux, de colorant et de température ont été analysés à différents endroits et montrent que la recirculation de l’écoulement ne peut se produire qu’en cas d’apport faible (50 m3 s-1) lorsque les marées en aval contrôlent le schéma d’écoulement dans la rivière Mobile. Les résultats du modèle révèlent des interactions complexes entre les rejets d’une usine d’alimentation, les apports et les marées. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
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