لایه بندی حرارتی مخزن سد سیمره با استفاده از مدل دو بعدی هیدرودینامیکی و کیفی CE-QUAL-W2

Abstract

زمینه و هدف: وجود لایه‌بندی حرارتی در مخزن سد عامل و بیانگر تغییرات کیفیت فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی آب در ترازهای مختلف است. خصوصیات دمایی مخازن سدها را می توان با استفاده از مدل‌های ریاضی پیش‌بینی کرد. مدل CE-QUAL-W2یک مدلی دو بعدی هیدرودینامیکی و کیفی است که با توجه به قابلیت‌های فراوان آن، برای لایه‌بندی حرارتی از آن استفاده می‌گردد. <br />روش بررسی: برای لایه‌بندی حرارتی سد سیمره در استان ایلام از مدل CE-QUAL-W2 استفاده گردید. گام نخست در مدل-سازی فرآیند کالیبرسیون است. کالیبراسیون یک فرآیند چند مرحله‌ای برای اصلاح پارامترها است تا بتوان بین داده‌های مشاهده شده و مدل تطابق ایجاد نمود. برای لایه‌بندی حرارتی در مدل CE-QUAL-W2 سه مرحله کالیبراسیون شامل کالیبراسیون هندسه مخزن، سطح آب و بهره‌برداری مخزن و دمایی وجود دارد که جهت اجرای بهینه مدل انجام گرفت. پس از انجام کالیبراسیون، نتایج لایه‌بندی برای ماه‌های مختلف سال استخراج شد. <br />یافته‌ها: میزان خطای جذر میانگین مربعات برای کالیبراسیون که با مقایسه داده‌های واقعی و داده‌های مشاهده ای، به ترتیب 5/0، 05/0 و 62/1 محاسبه گردید، بیانگر آن است که مدل برای لایه‌بندی حرارتی دارای قابلیت مناسبی است. بر اساس اطلاعات مربوط به مدل‌سازی، مشخص گردیده است که سد سیمره دارای یک دوره لایه‌بندی حرارتی است. این لایه‌بندی از اسفند ماه تا دی ماه ادامه دارد و در پاییز به اوج می‌رسد. ضخامت لایه سطحی آب که رولایه نام دارد از ماهی به ماه دیگر متفاوت است. ضمن آن‌که این تفاوت در لایه میانی یا ترموکلاین نیز در ماه‌های مختلف دیده می‌شود. ضخامت رولایه در آذرماه بیش از سایر ماه‌ها می‌باشد. وجود این لایه‌بندی در مخازن باعث می‌شود تا به تدریج مواد آلی و رسوبات ته‌نشین شده در کف زیاد شده و در هنگام اختلاط مخزن موجب گسترش پدیده تغذیه‌گرایی در مخزن شود.