مدل سازی کیفیت آب رودخانه با استفاده از مدل QUAL2Kw (مطالعه موردی: رودخانه شاهرود)

مدل سازی کیفیت آب رودخانه ها می تواند به عنوان یکی از موثرترین ابزارها در جهت مدیریت کیفیت آب رودخانه ها و کاهش تبعات مسایل محیط زیستی ناشی از ورود آلاینده ها به آن مورد استفاده قرار گیرد. هدف از مقاله حاضر استفاده از مدل معتبر QUAL2Kw.5.1 در راستای مدل سازی کیفیت آب در رودخانه شاهرود می باشد.

در مقاله حاضر ازمدل QUAL2Kw.5.1  برای مدل سازی هفت پارامتر کیفیت آب شامل اکسیژن محلول، اکسیژن خواهی بیوشیمیایی، قلیاییت، کل مواد جامد محلول، هدایت الکتریکی، فسفر کل و نیتروژن کل در چهار دوره زمانی در رودخانه شاهرود استفاده شده است. به منظور واسنجی مدل از داده های آبان 1386 و تیر 1387 و برای صحت سنجی مدل از داده های شهریور 1387 و مهر 1387 استفاده شده است. واسنجی خودکار ضرایب مدل با استفاده از الگوریتم ژنتیک موجود در مدل انجام شده است. به منظور مقایسه نتایج شبیه سازی شده مدل با داده های مشاهداتی از دو پارامتر آماری شامل ضریب تبیین و میانگین قدرمطلق خطا استفاده شده است.

مهم ترین ضرایب واسنجی شده در مدل مربوط به مواد جامد معلق، اکسیژن خواهی بیوشیمیایی، نیتروژن و فسفر می باشد. مدل در شبیه سازی پارامترهای pH و هدایت هیدرولیکی با مقادیر میانگین قدرمطلق خطای 19/0 و 89/163 در مرحله صحت سنجی به ترتیب بیش ترین و کم ترین دقت را از خود نشان داد. به طور میانگین حداقل و حداکثر اکسیژن محلول اندازه گیری شده در رودخانه شاهرود در شهریور 1387 و مهر 1387 و به ترتیب برابر 93/6 و 99/9 میلی گرم بر لیتر اندازه گیری شده است. همچنین بیش ترین و کم ترین دقت مدل در شبیه سازی این پارامتر مربوط به تیر و مهر 1387 با میانگین قدرمطلق خطای برابر 86/0 و 29/1 می باشد. همچنین نتایج نشان داده که مدل سازی هیدرولیکی دقیق از تغییرات پارامترهای هیدرولیکی رودخانه و جریان در طول رودخانه تاثیر زیادی در مدل سازی کیفیت آب رودخانه دارد.

نتایج مقاله حاضر دقت مناسب مدل QUAL2Kw.5.1را در شبیه سازی پارامترهای کیفیت آب رودخانه شاهرود نشان می دهد. از طرف دیگر دقت شبیه سازی هر پارامتر با توجه به مقدار تغییرات آن در طول رودخانه متغیر می باشد. به نحوی که هر چه تغییرات یک پارامتر در طول رودخانه و در بازه های مختلف کم تر باشد، دقت مدل در شبیه سازی این پارامتر بیش تر خواهد بود.