مطالعه لایه‌بندی حرارتی و کیفی سد تهم زنجان با استفاده از نرم‌افزار CE-QUAL-W2

Abstract

مطالعه لایه‌بندی حرارتی و کیفی سد تهم زنجان با استفاده از نرم‌افزار CE-QUAL-W2<br /> <br /> چکیده<br /> سابقه و هدف: در راستای توسعه پایدار، کنترل کیفی منابع آب از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این راستا شناخت پدیده لایه‌بندی از اهمیت خاصی برخوردار است. همچنین بررسی کیفیت منابع آب سطحی سدها که به عنوان اصلی‌ترین منبع تأمین نیازهای شرب کشور به شمار می‌آیند، از نظر شوری یکی از چالشهای مدیریت منابع آب می‌باشد. به منظور مطالعه لایه‌بندی جریان در مخازن می‌بایست دینامیک اختلاط و جریانات داخلی در مخزن را آنالیز نمود. از آنجائیکه پدیده‌های فراوانی در ایجاد لایه‌بندی مخازن مؤثر است، مطالعه این پدیده در مخازن تنها از طریق مدل‌های دینامیکی امکان‌پذیر است. از این‌رو استفاده از مدل‌های عددی در کنار اندازه‌گیری‌های میدانی اجتناب‌ناپذیر است. <br /> مواد و روش‌ها: با توجه به کاربری آب مخزن سد تهم به منظور آب آشامیدنی زنجان، مطالعة کیفیت آن از اهمیت بسیاری برخوردار است. لذا در مطالعه حاضر جهت شناخت وضعیت کیفی آب سد تهم، شبیه‌سازی دمای آب و کل مواد جامد محلول با استفاده از نرم‌افزار 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 اندازه‌گیری شده با نتایج بدست آمده از مدل شبیه‌سازی شده مقایسه شده است. با استفاده از نتایج مدل شبیه‌سازی شده، روند تغییرات پارامترهای مذکور و پدیده لایه‌بندی حرارتی در مخزن سد مطالعه شده است.<br /> یافته ها: در تحقیق حاضر مقادیر دما و شوری اندازه‌گیری شده و نتایج شبیه‌سازی از تطابق مناسبی برخوردار بودند. نتایج حاکی از وجود یک دوره لایه‌بندی حرارتی در مخزن است که حدود هشت ماه از سال بطول می‌انجامد. این پدیده از اواخر فروردین ماه شروع در مرداد و شهریور به اوج خود میرسد (اختلاف 20 درجه سانتی‌گراد بین رولایه و زیرلایه) همچنین در ماه‌های دی تا فروردین نیز اختلاط مشاهده می‌شود. در فصل پاییز با کاهش اختلاف دمای آب در لایه‌های بالایی و پایینی لایه‌بندی حرارتی در مخزن تضعیف می‌شود و در فصل زمستان کاملاً ناپدید می‌شود. همچنین نتایج دلالت بر وجود لایه‌بندی شوری همزمان با لایه‌بندی حرارتی در مخزن دارد. <br /> نتیجه‌گیری: از منظر لایه‌بندی، مخزن سد تهم در دسته مخازن مونومیکتیک گرم قرار دارد. در فصول پاییز و زمستان، مقادیر شوری در کلیه اعماق به مقدار ثابتی می‌رسد. این روند تا اردیبهشت ماه ادامه دارد و بدلیل شروع لایه‌بندی بتدریج اختلاف مقادیر در عمق بیشتر شده و در فصل تابستان این اختلاف بیشتر می‌شود. <br /> <br /> واژه‌های کلیدی: مدل‌های دینامیکی، شوری، مونومیکتیک گرم.