شبيه‌سازي عددي تغذيه‌گرايي در مخازن سدها با نرم‌افزار‌ CE-QUAL-W2 (مطالعه‌ي موردي: سد بافت)

Numerical simulation of Eutrophication in dam reservoirs using CE-QUAL-W2 software (Case study:Baft dam)

پديده‌ي تغذيه‌گرايي، از مهمترين چالشهاي كيفي آبهاي ذخيره شده در مخازن سدها ميباشد كه اثرات نسبتاً نامطلوبي بر كيفيت آبهاي خروجي از آبگيرها دارد. در اين پژوهش، با كاربرد نرم‌افزار CE-QUAL-W2 در سه حالت كم‌آبي، بهنجار و پرآبي، شرايط كيفيت آب مخزن سد بافت از نظر تغييرات ماهانه فراسنج هاي فسفات و نيترات مورد ارزيابي قرار گرفت. اگرچه نتايج شبيه‌سازي نشان دهنده‌ي غلظت پايين فسفات و نيترات در مخزن سد بافت است، اما همين غلظت هاي پايين با توجه به شاخص هاي تغذيه‌گرايي مختلف (شاخص‌ كارلسون و نمودار والن‌وايدر)، مخزن مذكور را در ناحيه‌ي مغذي قرار مي‌دهد. هم چنين، از نظر غلظت نيترات، مخزن در ناحيه‌ي بينابيني قرار دارد. بنابراين، مخزن سد بافت، از جهت مصارف شرب و كشاورزي مشكلي ندارد. با اين وجود، چاره‌انديشي براي جلوگيري از ورود مخزن سد به ناحيه‌ي مغذي شديد كه مي‌تواند كيفيت آب را به شدت تحت تاثير قرار دهد ضروري مي‌باشد. با توجه به بروز اوج لايه‌بندي حرارتي در اواخر مرداد و اوايل شهريورماه و نيز شروع اختلاط مخزن در بهمن‌ماه‌، براي جلوگيري از ورود مخزن به ناحيه‌ي مغذي شديد مي‌توان به راهكارهاي مناسبي اشاره كرد كه مهمترين آنها عبارتند از: كاهش زمان ماند آب در مخزن با تخليه‌ي نسبتا سريع و آبگيري از لايه‌هاي تحتاني در اواخر مرداد و اوايل شهريورماه، آبگيري از لايه‌هاي تحتاني در اوايل دي‌ماه‌، جلوگيري از ورود فاضلاب هاي روستايي و زه‌آب‌هاي كشاورزي از بالادست مخزن سد.

Eutrophication is one of the most important problems which affect quality of the reserved waters in dams.In this research, using CE-QUAL-W2 software in three states of low water, normal and high water, water quality condition of Baft dam reservoir was measured in terms of monthly changes in phosphate and nitrate. Although the results of the simulation indicate low concentration of phosphate and nitrate in the Baft dam reservoir, these low concentrations given the different eutrophication indices (Chapra Index, Meybeck Index, Carelson Index, and Vollenweider diagram) places Baft dam reservoir in the nutritive area. In addition, in terms of nitrate concentration, Baft dam reservoir is positioned in the interstitial area. And in terms of drinking and agricultural consumptions, the Baft dam reservoir has no problem, yet finding a solution to prevent the Baft dam reservoir from entering the nutritive area which may strongly affect the water quality is necessary. Considering the thermal stratification peak in late August and start of the dam reservoir mixing in February, for preventing the Baft dam reservoir from entering the extremely nutritive area, some suitable solutions can be proposed including: reducing water stay in the dam by quick impoundment from lower layers in late August and impoundment from the lower layers in late December, preventing entry of rural sewages and agricultural waters from upstream of the Baft dam reservoir.