بررسی روند تغییرات کیفی رودخانه نکا با استفاده از مدل QUAL2Kw در پایین‌دست سد گلورد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

2 گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

3 دانشیار، گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

چکیده

رودخانه‌ها به‌عنوان یکی از منابع آب سطحی موجود که در معرض دبی آلاینده‌ها قرار دارند، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشند. در این تحقیق، ضمن بررسی و شبیه‌سازی روند تغییرات کیفی در بازه 8 کیلومتری از نکارود با استفاده از مدل QUAL2Kw، ارزیابی اثرات بندها، آبشارهای طبیعی و سازه‌های تثبیت بستر نیز صورت گرفت. به این منظور، دو دوره نمونه‌برداری کیفی از رودخانه صورت گرفت. سپس مدل اولیه تهیه و پس از رفع کمبود داده‌ها، واسنجی و صحت‌سنجی مدل انجام شد. بررسی روند تغییرات متغیرهای کیفیت آب رودخانه نشان داد که تمامی متغیرها در محدوده استاندارد قرار داشته و رودخانه توان خود‌پالایی بالایی دارد. بررسی روند تغییرات اکسیژن محلول نشان داد غلظت این متغیر نزدیک به حد اشباع بوده‌ که علت آن شرایط مطلوب هیدرولیکی رودخانه برای نرخ هوادهی و وجود آبشارهای طبیعی و مصنوعی متعدد در رودخانه بوده است. مقدار pH نیز هر چند در محدوده استاندارد قرار داشت، اما در برخی مقاطع نزدیک به حد اشباع بوده که علت آن خروج گاز دی‌اکسیدکربن بر اثر آبشارهای موجود در مسیر جریان بوده که مدل این اثرات را نیز به‌خوبی شبیه‌سازی نمود. همچنین وجود بندهای انحرافی و ایجاد حالت ماندابی در پشت این بندها سبب شده تا زمان بیشتری برای تجزیه مواد آلی در اختیار باکتری‌ها قرار گیرد و این امر موجب افزایش میزان قلیائیت و افزایش pH در محدوده شده است. تحلیل نتایج و ارزیابی شاخص‌های خطا در دوره‌های واسنجی و صحت‌سنجی نشان داد که مدل QUAL2Kw دقت مناسبی در شبیه‌سازی کیفیت آب نکارود دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigating trends of qualitative changes of Neka River using the QUAL2Kw in the downstream of Gelevard Dam

نویسندگان [English]

  • Faezeh Emami Ghara 1
  • Ramin Fazloula 2
  • Mojtaba khoshravesh 3
1 Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
2 Dept. of Water Engineering, Agricultural Eng. College, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
3 Associate professor, Water Engineering Department, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
چکیده [English]

Rivers, as one of the available surface water resources that are exposed to pollutant discharge have extra importance. In this study, while monitoring and simulating the process of qualitative changes in the 8 km reach of Neka River by using the QUAL2Kw, the effects of dams, natural flow waterfalls and bed stabilization structures were evaluated. For this purpose, twice qualitative sampling and local visits were performed. Then, the initial model was prepared and the estimation of data defects, the model was calibrated and validated. evaluation of trend changes in parameters showed that all parameters are within the standard reach and the river has a high self-purification capacity. trending of dissolved oxygen changes showed that the concentration of these parameters was close to saturation, which was due to the favorable hydraulic conditions of the river for aeration rate and the presence of numerous natural and artificial waterfalls in the river. Although the pH value was within an acceptable range, some sections were close to the saturation range because of the release of carbon dioxide due to waterfalls in the flowing water, which the model simulated these effects well. Also, the existence of small dams and creation of a wetland behind these dam Cause to bacteria have been given more time to decompose organic matter, which has increased the alkalinity and pH reach. The results analysis and error indicators showed that the QUAL2Kw model has a good accuracy in simulating the quality of Neka river.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Neka river
  • Water quality
  • QUAL2Kw model
  • Qualitative sampling

مراجع

بیگلری، م. 1395. شبیه‌سازی کیفیت آب رودخانه در شرایط تأمین نیاز زیستی. پایان‌نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه تربیت مدرس.تهران. ایران. 49 ص.
بیگلری، م.، س، سیما.و م، سعادتپور. 1397. مدل‌سازی و مدیریت کیفیت آب رودخانه زرینه‌رود با رویکرد کنترل آلودگی در مبدأ به‌منظور تأمین سلامت حیات آبزیان. تحقیقات منابع آب ایران. سال چهاردهم. شماره 05، ص 70-54.
پاشازاده لاله، ز.، جعفری ه.و واعظی هیر، ع. 1400. ارزیابی کیفیت آب رودخانه آجی‌چای (دشت تبریز) براساس شاخص‌های کیفی مصارف ویژه. مجله مهندسی آبیاری و آب ایران. دوره 11. شماره 4. 367- 344.
خدام محمدی، م.، بوستانی، ف. 1395. ارزیابی توان خودپالایی و نقش اکسیژن محلول در کیفیت آب رودخانه کر (مطالعه موردی: پایین دست سد درودزن تا دریاچه طشک- بختگان. مجله مهندسی منابع آب. دوره 9. شماره 30. 96-87.
سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشور، 1394، راهنمای تعیین ضریب زبری هیدرولیکی رودخانه‌ها، ضابطه شماره 688.
گلبابایی کوتنایی، ف.، امینی راد، ح.، میرزایی، م.و یوسفی کبریا، د. 1391. مدلﺳﺎزی کیفی رودخانه بابلﺭود توسط نرمﺍفزار QUAL2K. دومین کنفرانس برنامه ریزی و مدیریت محیط زیست، تهران.
معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس‌جمهور. ۱۳۸۸. دستورالعمل پایش کیفی آب‌های سطحی (جاری). نشریه شماره 522. 203 ص.
نظریان، س.، فرید گیگلو، ب. 1394. بررسی کیفیت شیمیایی آب و روند تغییرات پارامترهای کیفی در محل ایستگاه نوده رودخانه گرگان‌رود استان گلستان. مجله مهندسی آبیاری و آب ایران. دوره 5. شماره 3. 91-80.
ونایی، ع.، معروفی، ص. 1396. بررسی خودپالایی و شبیه‌سازی تغییرات نیتروژن و فسفر در طول رودخانه عباس‌آباد همدان با استفاده از نرم افزارQUAL2KW . مجله مهندسی آبیاری و آب ایران. دوره 8. شماره 2. 186-172.
هاشمی، ح.، قاسمی زییارانی، الف.و رنجککش، ی. 1390. سهم‌بندی بار آلودگی ورودی از زیرحوضه‌ها به مخزن سد امیرکبیر با استفاده از مدل QUAL2K. مجله محیط‌شناسی. سال 37، شمارة ۵۷. ۸-۱.
ANZECC, S. 2000. Australian and New Zealand Environment and Conservation Council, 2000. Australian and New Zealand Guidelines for Fresh and Marine Water Quality.
Drolc, A. and Končan, J. Z. 1996. Water quality modelling of the river Sava, Slovenia. Water Research, 30(11), 2587-2592.
EPA. 2003. Aquaculture Management and the Environment Protection (Water Quality) Policy. Official Journal..
Kannel P, Lee S, Lee Y, Kanel S, Pelletier G. 2007. Application of automated QUAL2Kw for water quality modeling and management in the Bagmati River, Nepal. Journal of Ecological Modelling 202(3):503-517
Maddock, I. 1999. The importance of physical habitat assessment for evaluating river health. Freshwater biology, 41(2), 373-391 .
Mathew M, Yao Y, Cao Y, Shodhan K, Ghosh I, Bucci V, Hellweger F. 2011. Anatomy of an urban waterbody: A case study of Boston’s Muddy River. Journal of Environmental pollution 159(8):1996-2002.
Mehrdadi, N; Ghobadi, M and Nasrabadi, T. 2006. "Evaluation of the quality and selfpurification potential of Tajan river using; HGFV’D model", Journal of Environmental Health Science and Engineering, No.3, pp. 199-204.
Pelletier, G., & Chapra, S. 2005. QUAL2Kw theory and documentation (version 5.1). A Modeling Framework for Simulating River and Stream Water Quality, retrieved, 10.
Rafiee M., Akhound Ali A.M., Moazed H., Lyon S.W., Jaafarzadeh N., Zahraie B. 2014. A case study of water quality modeling of the Gargar River, Iran. Journal of Hydraulic Structures 1(2):10-22.
Santos, S. Vilar, V. J. Alves, P. Boaventure, R. A. and Botelho, C. 2013. Water quality in Minho River (Portugal/Spain). Enviromental monitoring and assessment, 185(5), 3269-3281.
Zhu, W., Niu, Q., Zhang, R., Ye, R., Qian, X., & Qian, Y. 2015. Application of QUAL2K Model to Assess Ecological Purification Technology for a Polluted River. International journal of environmental research and public health, 12(2), 2215-2229.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار