مدل سازی عددی لایه بندی حرارتی و کیفیت آب مخزن سد با استفاده از مدل کیفیCE-QUAL-W2

یکی از مسائل مهم در مدیریت کیفی منابع آب ، تعیین لایه بندی حرارتی و به دنبال آن سطح تغذیه گرایی در مخازن سد ها و دیگر پیکره های آبی می باشد.تعیین لابه بندی حرارتی با استفاده از مدلهای کیفی صورت می گیرد. در انتخاب یک مدل کیفی آب باید تبادلی بین پیچیدگی مدل، قابلیت اطمینان لازم، هزینه عملیات و زمان در اختیار صورت پذیرد. تعیین پارامترهای شاخص تغذیه گرایی نظیر غلظت فسفر و نیتروژن کل در دریاچه، غلظت متوسط و بیشینه کلروفیل a و میزان جلبک خشک با استفاده از این معادلات نیازمند به کم ترین داده های کیفی بوده و زمان و هزینه کم تری در مقایسه با مدل سازی های پیچیده رایانه ای طلب می کند. در تحقیق حاضر، کیفیت آب مخزن سد مهاباد واقع در استان آذربایجان غربی، با استفاده از مدل CE-QUAL-W2، که یک نرم افزار کارآمد در زمینه تحلیل و آنالیز کیفی آب مخازن و دریاچه ها می باشد، مورد بررسی قرار گرفته است. براساس نتایج حاصله مخزن سد مهاباد دارای یک لایه بندی نسبتا قوی تابستانه می باشد که از اواخر فروردین ماه شروع شده و در مرداد ماه به اوج خود می رسد، با شروع فصل پاییز و همزمان با کاهش میزان تشعشعات ورودی به مخزن لایه بندی شکل گرفته نیز به سمت اختلاط پیش می رود به گونه ای که در آذر ماه اختلاط کامل در مخزن رخ می دهد. از نظر تغییرات غلظت کل جامدات محلول (TDS) نیز می توان گفت که روند تغییرات نسبت به عمق یک سیر صعودی دارد، طوری که بیشینه غلظت در تمام طول سال در کف مخزن می باشد. تغییرات اکسیژن محلول نسبت به عمق آب در مخزن نیز سیر نزولی دارد، این تغییرات از خردادماه شروع شده و تا اواخر تابستان ادامه می یابد طوری که در این دوره از سال میزان غلظت اکسیژن محلول در زیرلایه به صفر می رسد که این وضعیت در نهایت باعث تولید رنگ و بوی نامطبوع در مخزن می گردد. سد مخزنی مهاباد یک سد خاکی در رودخانه مهاباد، غرب شهر مهاباد واقع در استان آذربایجان غربی است. سد مهاباد دارای ظرفیت اسمی 197 میلیون متر مکعب و 172 میلیون متر مکعب ظرفیت مفید است که علاوه بر تامین آب آشامیدنی به مهاباد، بیش از 12 هزار هکتار زمین کشاورزی در شهر تحت پوشش آن قرار دارد. سد همچنین دارای نیروگاه برق آبی است. ساخت و ساز در سال 1350 شمسی شروع و سد در سال 1352 تکمیل شد. در این تحقیق مدل دو بعدی CE-QUAL-W2 برای شبیه سازی تغذیه گرایی (ائتروفیکی) در سد مهاباد استفاده شد. سپس هندسه مخزن سد مهاباد، به مدل معرفی شده است. برای این کار با استفاده ازجدیدترین نقشه های توپوگرافی مخزن سد و نرم افزار اتوکد اقدام به ایجاد پروفیل های عرضی در مسیر خط القعر مخزن و در فواصل معین کرده و با اندازه گیری پروفیل ها به فواصل دو متری در عمق، اطلاعات بدست آمده وارد فایل عمق سنجی(بسیمتری) شد. جهت بررسی آنالیز حساسیت موارد 1- ضریب پوشش باد(WSC) 2- ضریب نفوذ عمقی نور به آب(EXH2O) 3- ضریب دمای رسوب(TSED) 4- ضریب تابش خورشیدی جذب شده توسط سطح آب(BETA) 5- ضریب ویسکوزیته گردابه افقی(AX) 6- ضریب پخش گردابه افقی(DX) 7- ضریب اصطکاک کف(FRICC)، مورد بررسی قرار گرفت.