مطالعه لایه بندی حرارتی و کیفی سد تهم زنجان با استفاده از نرم افزار CE-QUAL-W2

در راستای توسعه پایدار، کنترل کیفی منابع آب از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این راستا شناخت پدیده لایه بندی از اهمیت خاصی برخوردار است. همچنین بررسی کیفیت منابع آب سطحی سدها که به عنوان اصلی ترین منبع تامین نیازهای شرب کشور به شمار می آیند، از نظر شوری یکی از چالش های مدیریت منابع آب می باشد. به منظور مطالعه لایه بندی جریان در مخازن می بایست دینامیک اختلاط و جریانات داخلی در مخزن را آنالیز نمود. از آنجائیکه پدیده های فراوانی در ایجاد لایه بندی مخازن موثر است، مطالعه این پدیده در مخازن تنها از طریق مدل های دینامیکی امکان پذیر است. از این رو استفاده از مدل های عددی در کنار اندازه گیری های میدانی اجتناب ناپذیر است.
با توجه به کاربری آب مخزن سد تهم به منظور آب آشامیدنی زنجان، مطالعه کیفیت آن از اهمیت بسیاری برخوردار است. لذا در مطالعه حاضر جهت شناخت وضعیت کیفی آب سد تهم، شبیه سازی دمای آب و کل مواد جامد محلول با استفاده از نرم افزار CE-QUAL-W2 در دوره 1 ساله از تاریخ 30 آذر 1390 تا 30 آذر 1391 انجام شده است. همچنین مقادیر دما و شوری آب که در نقاط مختلف مخزن اندازه گیری شده با نتایج بدست آمده از مدل شبیه سازی شده مقایسه شده است. با استفاده از نتایج مدل شبیه سازی شده، روند تغییرات پارامترهای مذکور و پدیده لایه بندی حرارتی در مخزن سد مطالعه شده است.
در تحقیق حاضر مقادیر دما و شوری اندازه گیری شده و نتایج شبیه سازی از تطابق مناسبی برخوردار بودند. نتایج حاکی از وجود یک دوره لایه بندی حرارتی در مخزن است که حدود هشت ماه از سال بطول می انجامد. این پدیده از اواخر فروردین ماه شروع در مرداد و شهریور به اوج خود میرسد (اختلاف 20 درجه سانتی گراد بین رولایه و زیرلایه) همچنین در ماه های دی تا فروردین نیز اختلاط مشاهده می شود. در فصل پاییز با کاهش اختلاف دمای آب در لایه های بالایی و پایینی لایه بندی حرارتی در مخزن تضعیف می شود و در فصل زمستان کاملا ناپدید می شود. همچنین نتایج دلالت بر وجود لایه بندی شوری همزمان با لایه بندی حرارتی در مخزن دارد.
از منظر لایه بندی، مخزن سد تهم در دسته مخازن مونومیکتیک گرم قرار دارد. در فصول پاییز و زمستان، مقادیر شوری در کلیه اعماق به مقدار ثابتی می رسد. این روند تا اردیبهشت ماه ادامه دارد و بدلیل شروع لایه بندی بتدریج اختلاف مقادیر در عمق بیشتر شده و در فصل تابستان این اختلاف بیشتر می شود.