ارزيابي اثرات بهترين راهكارهاي مديريتي در حوزه‌ي آبخيز بر بهره‌برداري كمي و كيفي مخزن

Assessment of Watershed Best Management Practices on the Reservoir Quality and Quantity Operation

يكي از مهم ترين اهداف احداث سدها، تامين نيازهاي آبي پايين دست حوزه‌ي آبخيز با كميت و كيفيت مطلوب است. بروز پديده ي تغذيه‌گرايي در مخزن ناشي از بار مواد مغذي حوزه ي آبخيز بالا دست موجب كاهش كيفيت آب مخزن مي‌شود. از سوي ديگر، كاهش بار مواد مغذي حوزه ي آبخيز در راستاي تضمين سطح مطلوب كيفيت آب مخزن مي‌تواند موجب كاهش رواناب ورودي به مخزن سد شود كه ممكن است اهداف كمي تامين نياز آبي پايين‌دست سد را به مخاطره بيندازد. در اين مقاله، از مدل شبيه‌سازي حوزه ي آبخيز SWAT براي ارزيابي اثرات اجراي بهترين راهكارهاي مديريتي در كاهش بار فسفر ورودي و كاهش تغذيه‌گرايي مخزن سد ستارخان در حوزه ي آبخيز رودخانه ي اهر‌چاي در استان آذربايجان شرقي به همراه تامين نياز آبي پايين‌دست با كمينه‌‌سازي هزينه‌هاي اجرايي استفاده شده است. بمنظور ارزيابي اثرات بهترين راهكارهاي مديريتي، سناريوهاي گوناگون در قالب تركيب گزينه‌هاي گوناگون در حوزه‌ي آبخيز تعريف شده است. ميزان بار آلودگي فسفر كل ورودي به مخزن در سناريوهاي گوناگون شبيه‌سازي شده و اثر اين بار به وسيله ي مدل چاپرا در مخزن سد تخمين زده مي‌شود. بررسي تامين نيازهاي پايين دست با توجه به رواناب ورودي شبيه‌سازي شده به مخزن از مدل قوانين محدود كننده براي بهره‌برداري مخزن، استفاده شده است. سناريوهاي گوناگون توسعه داده شده با توجه به هزينه‌هاي اجرايي، اطمينان‌پذيري تامين نياز آبي و شاخص غلظت فسفر كل در مخزن ارزيابي و رتبه‌بندي شده‌اند.

One of the main targets of dam construction is to satisfy downstream water requirements in a watershed. Nutrients emerged from point and non- point sources deteriorate the water quality of the reservoir due to the eutrophication phenomena. In order to reduce the watershed nutrient load, Best Management Practices (BMPs) can be used to allocate the Total Maximum Daily Load (TMDL) which maintains the water quality at the standard level. In this paper, the Soil and Water Assessment Tools (SWAT) model is applied to evaluate the impact of BMPs on phosphorous load reduction at the watershed level. The methodology is developed to reduce the eutrophication of Satarkhan reservoir in Aharchai river watershed and supply the downstream demand with least cost of BMP implementation. In order to assess the impact of BMPs, different scenarios are defined including point source reduction like wastewater treatment and non-point source control including detention ponds, grassed waterways and filter buffer strips. In each scenario, the total phosphorous load input to the reservoir is estimated and its impact on the reservoir phosphorous concentration is simulated using the Chapraʹs model. The hedging rule model for reservoir operation is used to evaluate the downstream demands considering the inflow to the reservoir. The developed scenarios are ranked based on the execution cost, reliability of water supply and the phosphorous concentration in the reservoir as the eutrophication index.