اثر بخشی تغییرات هندسی رودخانه بر کیفیت جریان آب (مطالعه موردی: رودخانه قزل‏‏ اوزن)

نوع مقاله : مقاله کامل (پژوهشی)

نویسندگان

1 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی کرج، دانشگاه تهران

2 دانشیار، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشگاه تهران

چکیده

رودخانه‏‏ها عموما پذیرنده پساب های کشاورزی، صنعتی و شهری هستند. حفاظت و بهبود کیفیت آب رودخانه ها ضروری است. پژوهش حاضر، به بررسی مقایسه ای کیفیت جریان آب در شرایط موجود و در شرایط تغییرات در هندسه آبراهه اصلی یک رودخانه می پردازد. در این بررسی، رودخانه قزل‏‏اوزن در بازه دیواندره‏‏- بیجار به طول 51 کیلومتر انتخاب گردید. براساس داده‏‏های موجود هندسی- هیدرولیکی و کیفیت آب، مدل‏سازی کیفیت آب رودخانه انجام گردید. برای شبیه‏سازی شرایط موجود رودخانه از دو مدل ریاضی کیفیت آب QUAL2Kw و WASP استفاده شد. پارامترهای مختلف کیفی و هیدرولیکی آب (نظیر: DO، BOD، COD، Norg،NH3، Q،h ، V، Tو (pH مورد نظر قرار گرفتند. نتایج نشان داد که هر دو مدل از توانایی مناسبی در شبیه‏سازی پارامترهای کیفی آب برخوردار هستند. با استفاده از مدل QUAL2Kw پنج راهکار تغییر هندسی رودخانه (1- عرض رودخانه، 2- شیب جانبی، 3- شیب طولی، 4- زبری و 5- عرض و شیب طولی رودخانه) شبیه‏سازی گردید. نتایج نشان داد که در صورت کمبود غلظت اکسیژن محلول، راهکار کاهش عرض بیش ترین تاثیر را دارد. در شرایطی که نیاز به کاهش غلظت BOD و COD باشد، ولی منجر به کاهش DO نگردد، مناسب‌ ترین راهکار تغییر همزمان کاهش شیب و افزایش عرض می‌باشد. تغییرات نیترات در تمامی راهکارها اندک بوده، که نشان دهنده تاثیر پذریری کم این پارامتر است. در شرایطی که غلظت نیترات مشکل آفرین باشد، راهکار افزایش عرض همزمان با کاهش شیب تاثیر بیشتری در مقایسه با سایر راهکارها دارد.

کلیدواژه‌ها


Antunesa, I.M.H.R, Albuquerqueb, M.T.D, Oliveirab, S.F. and Sánzc, G. (2018). Predictive scenarios for surface water quality simulation - A watershed case Study, Catena 170, 283–289
Biglari, M.R., Sima, S. and Saadatpour, M. (2019). Modeling and Management of the River Water Quality for Aquatic Habitat Health Using a Source Control Approach (Case Study: Zarrineh-rud River). Iran-Water Resources Research. 14(5), 54-70. (in Persian).
Bowie, G.L; Mills, W.B; Porcella, D.B; Campbell, C.L; Pagenkopf, J.R; Rupp, G.L; et al. (1985). Rates, constants, and kinetics formulations in surface water quality modeling. EPA. 600,3-85.
Canu, D; Ginevra, R. (2017). Long-term scenarios of mercury budgeting and exports for a Mediterranean hot spot (Marano-Grado Lagoon, Adriatic Sea), Estuarine, Coastal and Shelf Science. 198, 518-528.
Cox, B.A.A. (2003). A review of dissolved oxygen modelling techniques in low land rivers. The Science of the Total Environment, NCBI, 314-316.
Kannel, P.R., Leea, S., Lee, Y.S., Kanel, S.R. and Pelletier, G.J. (2007). Application of automated QUAL2KW for water quality modeling and management in the Bagmati River, Nepal. Journal of Ecological Modeling. 202, 503517.
Karamoz, M. and Karachian, R. (2013). Planning And quality management of water resource systems. 2nd ed. Tehran: Amirkabir University of Technology. (in Persian).
Khajehpour, M.E., Karimi, L., Shiasi Arani, M. and Ansari, H. (2014). Eutrophication Check of Reservoirs with CE-QUAL-W2(Case study: Shirin Darre dam reservoir). Iranian Journal of lrrigation and Drainage. 1(8), 96-107. (in Persian).
Mathew, M., Yao, Y., Cao, Y., Shodan, K.H., Ghosh, I., Bucci,V., Leatao, C.H., Njokaand, D. and Hellweger, L. (2011). Anatomy of an urban waterbody: A case study of Boston’s muddy river. Environmental Pollution. 159,1996-2002.
Mesbah, M. (2008). The quality management of the river system through the trade license for the discharge of pollution through fuzzy logic. Master's thesis, Department of Environmental Engineering, Tehran University. (in Persian).
Milovanovic, M. (2007) Water quality assessment and determination of pollution sources along the Axios/Vardar river, Southeastern Europe. Desalinization. 213(1-3), 159-173
Oliveira, B., Bola, J., Quinteiro, P., Nadais, H, and Arroja, L. (2012). Application of QUAL2KW model as a tool for water quality management: Certima River as a case study. Environmental monitoring and assessment. 184(10), 6197-6210.
Pelletier, G.J. and Chapra, S.C. (2008). QUAL2Kw, theory and documentation (version 5.1); A modeling framework for simulating river and stream water quality. Department of Ecology Publications Distributions Office. Publication. 08-03.
Privette, C.V. and Smink, J. (2017). Assessing the potential impacts of WWTP effluent reductions within the Reedy River watershed. Ecological Engineering, 98, 11-16.
Rafiee, M., Ali, A., Mohammad, A., Moazed, H., Lyon, S.W. and Jaafarzadeh, N. (2014). A Case Study of Water Quality Modeling of the Gargar River. Iran. Journal of Hydraulic Structures, 1(2), 10-22. (in Persian).
Rajabizadeh Y. and Sayari N. (2017). Investigation of river water quality parameters using WASP software (case study: Baft river, Kerman province). 14th National Conference on Irrigation and Evaporation of Shahid Bahonar University of Kerman. (in Persian).
Rezaei Moghadam, M.H., Sarvati, M.R. and Asghari Sareskanroodi, S. (2011). Compared Investigation Meandering Pattern by Fractal GeometricalAnalysis and Central Angles and Sinuosity Ratio Indices. Journal of Watershed Management, 2(3). (in Persian).
Sharma, D., Kansal, A. and Pelletier, G. (2017). Water quality modeling for urban reach of Yamuna river, India (1999–2009), using QUAL2Kw. Applied Water Science, 7, 1535–1559.
Tajrishi, M., Abrishamchi, A., Ahmadi, M. and Turkian, A. (2009). Standard No. 481. Guide to the self-purification capacity of rivers, The Ministry of Energy, Technical report (in Persian).
Streeter, M.W., Phelps, E.E. (1925) A study of the pollution and natural purification of the Ohio River. U.S. Department of Health, Education, & Welfare. pp 146.