@article { author = {Feyzinejad, Masoud and Malakooti, Hossain and Sadrinasab, Masoud and Ghader, Sarmad and Yagi, Daniel}, title = {Simulation of atmospheric dispersion and dose assessment by a coupled WRF-HYSPLIT model for Bushehr power plant}, journal = {Iranian Journal of Geophysics}, volume = {12}, number = {1}, pages = {19-50}, year = {2018}, publisher = {Iranian Geophysical Society}, issn = {2008-0336}, eissn = {2783-168X}, doi = {}, abstract = {The simulation and prediction of pollutants dispersion entering into the atmosphere (such as material releases from the chimneys of industries and power plants) are important in different views, long-term environmental monitoring and dose calculations as well as issuing an appropriate warning in the event of an accident. To this end, a system of coupled meteorology-dispersion model can be used. In fact, a numerical weather prediction model is coupled to a dispersion model. In the present work, the weather research and forecasting (WRF) model is used to provide the meteorological data for the HYSPLIT (HYbrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory) dispersion model. Sensitivity and validation of the WRF model are conducted by utilizing different combinations of physical parameterization schemes (microphysics, longwave radiation, shortwave radiation, surface layer, land surface, boundary layer and cumulus convection) for the prediction of meteorological parameters in an area containing the Bushehr power plant. For this purpose, eight different configurations are used. Then, for several dates, sensitivity, and validation of the model results is carried out to find the proper configuration of the model. Assessment of the predictions of the WRF model is carried out by computing the statistical parameters including correlation coefficient (CC), root mean square error (RMSE), and comparing with the collected observational data (on-site the meteorological tower and Sodar system in Bushehr power plant and synoptic meteorological stations nearby). After determining the proper configuration of the WRF model, dispersion simulations and annual effective dose for the adult age group are carried out by WRF-HYSPLIT coupled model under normal conditions for Bushehr power plant. The predicted annual effective dose for the adult age group by the coupled model for the years 2014, 2015 and 2016, provided 5.8×10-8 (Sv), 6.7×10-8 (Sv) and 1.1×10-7 (Sv) respectively, in return value 7.7×10-8 (Sv) for Bushehr power plant final safety analysis report (FSAR report). Comparing these results show that the simulation and prediction of dose by the coupled WRF-HYSPLIT model are in good agreement with observations and indicates the validity of the simulations. The ratio of predicted annual effective dose to dose limit for normal operation is obtained less than 0.2 percent (The results of the present work showed that the coupled WRF-HYSPLIT model can be used as a promising tool for the prediction of dispersion and dose calculations for Bushehr power plant under normal operation. In addition, the results of this coupled model can provide the required information for emergency management to forecast the movement and direction of radioactive plume and exposure dose calculations.}, keywords = {Simulation,WRF,parameterization,HYSPLIT,dose calculations,Bushehr power plant}, title_fa = {شبیه‌سازی پاشش جوّی و ارزیابی دُز با کاربست مدل جفت‌شده WRF-HYSPLIT برای نیروگاه بوشهر}, abstract_fa = {شبیه‌سازی و پیش‌بینی نحوه پاشش (Dispersion) جوی مواد ناشی از ورود آلاینده‌ها به جو (مانند مواد خروجی از دودکش‌ کارخانه‌های صنعتی و نیروگاه‌ها) دارای اهمیت بسیاری از دیدگاه‌های متفاوت از جمله پایش محیطی بلندمدت و محاسبات پرتوگیری (Dose Calculation) و نیز صدور هشدار مناسب در صورت بروز حادثه می‌باشد. یکی از راه‌های رسیدن به این هدف استفاده از یک سامانه جفت‌شده هواشناسی-پاشش می‌باشد. در واقع در سامانه مذکور یک مدل هواشناسی با یک مدل پاشش جوی جفت می‌شود. لذا هر چه دقت و قابلیت اعتماد خروجی مدل هواشناسی بیشتر باشد عملکرد سامانه جفت‌شده نیز بهبود خواهد داشت. در کار حاضر ابتدا عملکرد مدل WRF با ترکیب‌های مختلف طرحواره‌های پارامترسازی فیزیکی (خردفیزیک ابر، تابش طول‌موج بلند، تابش طول‌موج کوتاه، لایه ‌سطحی، سطح زمین، لایه مرزی و همرفت‌کومه‌ای) برای پیش‌بینی پارامترهای هواشناسی منطقه‌ی مورد مطالعه مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور، تعداد 8 پیکربندی از دیدگاه پارامترسازی‌های فیزیکی مختلف انتخاب و پس از اجرای مدل WRF برای تعدادی تاریخ منتخب و انجام حساسیت‌سنجی و اعتبارسنجی نتایج خروجی مدل، پیکربندی مناسب انتخاب شد. ارزیابی عملکرد پیش‌بینی‌های مدل هواشناسی WRF به‌وسیله محاسبه پارامترهای آماری از جمله ضریب همبستگی (CC) و جذر میانگین مربعات (RMSE) و مقایسه با داده‌های مشاهدات گردآوری شده (برج‌ هواشناسی و سودار نیروگاه و داده‌های ایستگاه‌های همدیدی در اطراف آن) در تاریخ‌های منتخب انجام گردید. بعد از تعیین پیکربندی مناسب برای مدل WRF، شبیه‌سازی پاشش و پیش‌بینی دُز مؤثر سالانه گروه سنی بزرگ‌سال با استفاده از مدل جفت‌شده WRF-HYSPLIT برای کارکرد عادی نیروگاه بوشهر انجام شد. برای این منظور پیش‌بینی‌های مدل WRF با استفاده از پیکربندی منتخب، به‌عنوان ورودی هواشناسی مدل پاشش به‌کار رفت و سپس شبیه‌سازی‌های پاشش و محاسبات دُز با مدل پاشش HYSPLIT انجام گردید. پیش‌بینی دُز معادل مؤثر سالانه توسط این مدل جفت‌شده برای سال‌های 2014، 2015 و 2016 میلادی به‌ترتیب Sv/y 8-10×8/5، Sv/y 8-10×7/6 و Sv/y 7-10×1/1 را به دست داد، در مقابل مقدار Sv/y 8-10×7/7، برای گزارش FSAR نیروگاه، نشان‌دهنده‌ی صحت پیش‌بینی‌های دُز معادل توسط مدل جفت‌شده WRF-HYSPLIT می‌باشد. همچنین مقایسه نتایج پیش‌بینی دُز با حد دُز سالانه کارکرد عادی نیروگاه، مقداری کمتر از 2/0 درصد (% 2/0>) را به دست داد، که نشان می‌دهد پرتوگیری سالانه مردم برای کارکرد عادی نیروگاه نسبت به حد دُز قانونی اعلام شده بسیار ناچیز است. نتایج پژوهش حاضر نشان می‌دهد که مدل جفت‌شده WRF-HYSPLIT با تقریب بسیار مناسبی می‌تواند برای پیش‌بینی پاشش و محاسبات دُز نیروگاه مورد استفاده قرار گیرد. همچنین نتایج این مدل جفت‌شده می‌تواند در تأمین اطلاعات مورد نیاز مدیریت شرایط اضطراری برای پیش‌بینی حرکت پلوم رادیواکتیو و محاسبات پرتوگیری مورد استفاده قرار گیرد.}, keywords_fa = {شبیه‌سازی,WRF,پارامترسازی,HYSPLIT,محاسبات دُز,نیروگاه بوشهر}, url = {https://www.ijgeophysics.ir/article_65254.html}, eprint = {https://www.ijgeophysics.ir/article_65254_c767f2d2460cc2c170add90c96d73753.pdf} }