اندازه‌گيري و شبيه‌سازي اكسيژن محلول در رودخانه زاينده‌رود

Measurement and simulation of dissolved oxygen in Zayande Roud River

مقدمه: رودخانه زاينده‌رود تنها رودخانه حوضه مركزي ايران است كه داراي آب شيرين دايمي مي‌باشد. اين رودخانه اهميت بسياري در تأمين آب آشاميدني، حفظ حيات صنعتي استان و تأمين آب كشاورزي دارد. قسمت بالا دست اين رودخانه (بالا دست بند چم‌آسمان) به دليل تأمين آب شرب از اهميت بالايي برخوردار است. بنابراين با توجه به رشد صنايع، افزايش جمعيت و عوامل متعدد تأثيرگذار بر كيفيت منابع آب، مديريت اين منبع نياز به ابزاراي قدرتمند و به روز دارد. روش‌ها: استفاده از مدل‌هاي كمي و كيفي مانند مدل 11 MIKE مي‌تواند ابزاري كارآمد جهت مديريت اين شريان حياتي محسوب شود. در اين مطالعه به منظور شبيه‌سازي كمي و كيفي رودخانه زاينده‌رود، از حد فاصل سد تنظيمي تا پل ‌كله از نرم‌افزار 11 MIKE كه يك مدل كيفيت آب با هسته هيدروديناميك مي‌باشد، استفاده شده است. بدين منظور در مدت پنج ‌ماه از چهار ايستگاه هيدرومتري نمونه‌برداري به عمل آمد و ميزان اكسيژن محلول، pH، BOD يك روزه، سه روزه، پنج روزه و هفت روزه، NH4، NO3، فسفات و دما اندازه‌گيري شد. ديگر داده‌هاي مورد نياز مدل شامل داده‌هاي مورفولوژيك و هيدرولوژي و هواشناسي از سازمان آب منطقه‌اي اصفهان و اداره هواشناسي شهركرد تهيه و به مدل معرفي گرديد. در مرحله بعد ضمن واسنجي مدل، دقت مدل مورد بررسي قرار گرفت. نتايج همبستگي پيرسون نشان داد نتايج مدل و نتايج ميداني از همبستگي مناسبي برخوردار است و ضريب همبستگي در اكثر پارامترها از 0/9 بيشتر است. در انتها وضعيت رودخانه در 25 سال آينده تحت دو سناريو مورد بررسي قرار گرفت. يافته‌ها: نتايج اين پژوهش نشان مي‌دهد غلظت فسفات، BOD5، COD، NH4، NO3 در رودخانه زاينده‌رود، از سد تنظيمي تا پل كله از استاندارد مجاز آب‌هاي سطحي بالاتر مي‌باشد. نتايج پيش‌بيني مدل جهت 25 سال آينده، گوياي اين مطلب است كه با توجه به روند رو به رشد جمعيت و صنايع، ورود آلاينده‌ها به اين شريان حياتي افزايش مي‌يابد و در نتيجه غلظت آلاينده‌ها در رودخانه زيادتر مي‌شود و اين افزايش نه تنها محيط زيست آبي را به خطر مي‌اندازد بلكه تصفيه آب رودخانه به منظور تأمين آب آشاميدني توسط تصفيه‌خانه بابا شيخعلي را نيز با مشكل مواجه مي‌سازد. نتيجه‌گيري: نتايج مشاهدات مؤيد آن است كه غلظت اكسيژن محلول جهت محيط زيست آبي مناسب است اما اين مقدار اكسيژن محلول به منظور مهاجرت و تخم‌ريزي ماهيان، كافي نمي‌باشد.

Background: Zayandeh-Roud River is the only perennial River in the central basin of Iran that has fresh water. Water from this source is used for drinking, industrial and agricultural purposes. Drinking water is extracted from upstream portion (upstream of Chamaseman Dam) of Zayandeh-Roud River and therefore its quality is very important. Due to growth of population, industry and other factors, its management needs powerful tools such as MIKE model 11 to be able to simulate water quality and quantity. Methods: In this research MIKE model 11 was used to simulate water quality and quantity in Zayandeh- Roud River from Tanzimi Dam to Kalleh Bridge (120 Km distance). For this purpose samples were taken at four hydrometery stations along the River during five months. At each sampling location DO, pH, EC, BOD1, 3, 5, 7, NH4, NO3, PO4 3-, COD and temperature were measured. Then the model was calibrated and its accuracy was investigated. The model results and measurements were statistically compared and their correlation was determined using Pearson correlation test. Also water quality in Zayandeh-Roud River was simulated under two scenarios for the next 25 years. Pearson correlation indicated an appropriate correlation (approximately r = 0.9) between the model results and the field measurements. Findings: The findings of this research revealed that the concentration of PO4 3-, BOD, COD, and NH4. NO3 from Tanzimi Dam to Kalleh Bridge station exceeds surface water standards. The findings for the next 25 years scenarios indicated that due to the population and industries growth, some parameters’ concentration will be increased. This will affect both Zayandeh-Roud ecosystem and purifying drinking water by Baba Shekhali Water Treatment Plant. Conclusion: Also the findings indicated that although DO is within the standard level but it may affect some type of fish production and migration.