مدیریت کیفی آب مخزن سد بافت از طریق آبگیری انتخابی از محل خروجی های سد با استفاده از مدل CE-QUAL-W2

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 سازه‌های آبی دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 استادیار بخش مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، r

3 استادیار، گروه مهندسی آب، دانشگاه شهید باهنر، کرمان

چکیده

بهره‌برداری از مخازن سدها شامل یک سری اهداف کمی و کیفی می‌باشد که مواردی همچون تأمین نیازهای آبی، مدیریت سیلاب و نیازهای زیست‌ محیطی در بخش کمی و تأمین نیاز با کیفیت مناسب، کاهش اثرات مخرب لایه‌‌بندی حرارتی و جلوگیری از ‌تغذیه‌گرایی مخزن در بخش کیفی را شامل می‌شود. آگاهی از چگونگی تغییرات لایه‌بندی حرارتی در بازه زمانی دراز ‌مدت، امری مهم به شمار می‌رود و مدیریت صحیح آن می‌تواند روی هزینه‌های ناشی از تصفیه آب تأثیر به‌سزایی داشته باشد و این هزینه‌ها را کاهش دهد. در این تحقیق، مخزن سد بافت در استان کرمان تحت مطالعه و بررسی قرار گرفت و وضعیت دمایی لایه‌های مختلف مخزن برای یک دوره 37 ساله پیش‌بینی گردید و سپس بهترین لایه در محدوده ترموکلاین یا اصطلاحا نرخ کاهش دما با افزایش عمق، با حداقل ضریب پخش آلاینده‌ها مشخص گردید. داده­های موجود شامل یک بازه 12 ماهه می­باشد که شش ماه برای واسنجی و شش ماه برای صحت سنجی مورد استفاده قرار گرفت. به منظور تحلیل از سه سناریوی پرآبی، نرمال و کم آبی استفاده شد و برای شبیه‌سازی رفتار مخزن با توجه به شرایط موجود، مدل دو بعدی CE-QUAL-W2 مناسب‌ترین مدل تشخیص داده شد و با کمک این مدل ریاضی پروفیل عمقی دما به دست آمده است. نتایج نشان‌دهنده این است که این لایه‌بندی در فروردین ماه با شروع دوره گرما به صورت ضعیف شروع می‌گردد و در خرداد ماه شدت می‌گیرد. عمق ترموکلاین در ایام لایه‌بندی شدید که در مرداد ماه می‌باشد به ارتفاع شش متر در عمق بیست متری از کف می‌رسد که این عمق بهترین عمق برداشت آب در دوره لایه‌بندی حرارتی محسوب می‌گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Reservoir water quality management of Baft dam through selected drainage from the dam outlet locations using the model CE-QUAL-W2

نویسندگان [English]

  • Sepideh Beiramipoor 1
  • kourosh qaderi 2
  • Hadi Haghjuie 1
  • Majid Rahimpour 3
1 Phd candidate, Department of Water Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman
2 Assistant Prof. Department of Water Engineering , Shahid Bahonar Univercity of Kerman, Kerman, Iran. (Corresponding Autho
چکیده [English]

Operation of the dam reservoirs includes a series of quantitative and qualitative goals that include providing water needs, flood management and environmental requirements in the quantitative part and providing adequate quality requirements, reducing the destructive effects of thermal imprinting and preventing the supply of nutrients in the qualitative sector. Awareness of thermal layering changes over the long term is important and proper management can have a significant impact on the costs of water treatment and reduce costs. In this research, the reservoir of Baft Dam in Kerman province was studied and the temperature conditions of the reservoir layers were predicted for a period of 37 years. Then, the best layer in the thermocline range, namely, the temperature decrease rate with increasing depth, with a minimum emission factor Determined. Existing data includes a 12-month interval of six months for calibration and six months for validation. In order to analyze, three scenarios are used: high water, normal and dehydrated and To simulate the behavior of the reservoir according to the existing conditions, the two-dimensional CE-QUAL-W2 model was recognized as the most appropriate model and with the help of this mathematical model; a deep profile of the temperature was obtained. The results indicate that this layering begins weakly in April with the start of the heat period and will intensify in June. The depth of the Thermocline during the period of heavy layering in August is 6 meters deep at a depth of 20 meters from the bottom, which is the depth of the best depth of water harvesting during the thermal molding period

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Optimal Removal Depth
  • Thermal stratification
  • CE-QUAL-W2 Model

خواجه پور، م.‌، ا. اقبال‌زاده، م. شیاسی ارانی، م. افتخاری و م، جوان. 1393. مقایسه مدل‌های CE-QUAL-W2 و DYRESM در شبیه‌سازی توزیع دما در مخزن سد پانزده خرداد. نشریه آب و خاک، جلد 28، شماره 2، ص 352-343.

کاظمی الموتی، ح. افشار، ع. و سعادت پور، م. 1391. کالیبراسیون دوبعدی مدل‌ CE-QUAL-W2 در مدل­سازی دمای آب مخزن سد کرخه با استفاده از الگوریتم بهینه سازPSO. مجله علمی پژوهشی آب و فاضلاب، شماره 4،ص 12-2.

حمزه‌پور، ص. 1391. بررسی لایه‌بندی حرارتی و تاثیر آن بر کیفیت آب مخزن، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه.

توحیدی، ح. تحقیق در رابطه با عوامل موثر در تغییرات کیفی آب مخزن سد طرق و ارائه روشهای بهینه کردن آب دریاچه، کمیته تحقیقات کاربردی شرکت آب منطقه ای خراسان رضوی (وزارت نیرو).

حیدری، ژ.، ع. کراچیان و ب، زهرایی. 1387. مدیریت کیفیت آب در مخازن سدها با تلفیق رویکرد سازه ای و غیر سازه ای، چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه تهران.

کارآموز، م و ر، کراچیان. 1382. برنامه ریزی و مدیریت کیفی سیستم‌های منابع آب. چاپ اول. انتشارات دانشگاه امیرکبیر.

Ford, D. E., and Thornton, K.W. 1979. Time and length scales for the one-dimensional assumption and its relation to ecological models. waterresources res.,vol. 15, pp: 113-120.

Robert L. et al, 2001. “Upper spokaneriver model: boundary conditions and model setup, 1991 and 2000”, Portland state university, technical report EWR-4-01.

Cole, T. M. & Wells, S. A. 2008. CE-QUAL-W2: A two-dimensional,laterallyaveraged, hydrodynamic and water quality Model, version 3.6 . usermanual. U.S. army corps of engineers.

Ray-Shyan, W., Wen-Cheng, L., and Wen-Hsiung, H. 2004. “Eutrophication modeling in shihmen reservoir; Taiwan.” J. Environmental Science and Health, Part A, 39(6), pp: 1455-1477.

Annear, R. & Wells, S. 2002. The bull run river – reservoir system model, proceedings, 2nd federal inter agency hydrologic modeling conference, Las Vegas, July28-Aug1.

Jan-Tai, L.; Wen-Cheng, K.; Ruey-Tyng, L.; Wu-Seng,L.; Chou-Ping ,Y.; & Show- Chyuan, C. 2002. Water-quality modeling the feitsuireservoir in northentaiwan. Journal Of AWRA. NO. 3. vol 39. pp: 671-687.

 

ZHU, L.; LI Huai-en.; Li Jia- Ke. & Dong Wen. 2009. Connecting annAGNPS and CE-QUAL-W2 models for reservoir water quality prediction. nationalnature science fundation of China. projectnumber: 2009 ZX07212-002-005-002.

      Afshar, A. & Kazemi, H. & Saadatpour, M. 2011. Particle Swarm Optimization for Automatic Calibration of Large Scale Water Quality Model (CE-QUAL-W2): Application to Karkheh Reservoir, Iran. Springer Science.

1         J. Yazdi, A . Moridi. 2017. Interactive Reservoir-Watershed Modeling Framework for IntegratedWater Quality Management. Journal of Water Resources Management. Issue 7/2017.

    Shojaei, N. 2014. Automatic Calibration of Water Quality and Hydrodynamic Model (CE-QUAL-W2). Dissertations and Theses.