عنوان پایان‌نامه
شبیه سازی تغذیه گرایی و لایه بندی حرارتی مخزن سد شهید رجایی با استفاده از مدل ریاضی
- رشته تحصیلی
- مهندسی محیط زیست -منابع آب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 988;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 58528
- تاریخ دفاع
- ۳۰ دی ۱۳۹۱
- دانشجو
- پونه سعیدی
- استاد راهنما
- مجتبی اردستانی
- چکیده
- چکیده :سد شهید رجایی در 45 کیلومتری جنوب غربی شهر ساری در استان مازندران قرار دارد. با توجه به کاربری های شرب ، کشاورزی و نیروگاهی آب این مخزن مطالعه کیفیت آن اجتناب ناپذیر می باشد. در همین راستا اطلاعات سالهای 1380 الی 1390 این مخزن تهیه گردید و مدل دو بعدی هیدرودینامیک و کیفی مخزن سد شهید رجایی در نرم افزار CE-Qual-W2 ساخته شد . به کمک مدل مذکور شرایط مخزن تا سال 1393 طی دو سناریو : استمرار وضع موجود و افزایش 50 درصدی برداشت آب پیشبینی گردید. نتایج مدل سازی نشان داد مخزن سد شهید رجایی در طول سال یکبار لایه بندی و یکبار اختلاط کامل را تجربه کرده و در دسته دریاچه های مونومیکتیک گرم قرار دارد.در فصول گرم که لایه بندی دمایی را داریم، اکسیژن محلول نیز لایه بندی را تجربه کرده و با افزایش عمق کاهش می یابد. در اوج لایه بندی حرارتی مقدار اکسیژن محلول کف مخزن به صفر می رسد.در فصول سرد که اختلاط دمایی مخزن را داریم اکسیژن محلول نیز در کل مخزن همگن می باشد. بنابراین در مخزن سد شهید رجایی لایه بندی حرارتی یکی از دلایل ایجاد شرایط بی هوازی در عمق مخزن و جلو گیری از انتقال قائم اکسیژن محلول در عمق می تواند باشد.فسفات که عامل محدود کننده رشد جلبکی در سد مخزنی شهیدرجایی تعیین گردید، در زمان لایه بندی و ایجاد شرایط بی هوازی در عمق مخزن رها سازی از رسوبات کف را داشته و به دنبال این پدیده کاهش نیترات در عمق مخزن مشاهده می شود. با استمرار وضع موجود در سه سال آتی رژیم حرارتی مخزن تغییر نمی کند ولی به دلیل استمرار ته نشینی فسفات در رسوبات در زمان ایجاد شرایط بی هوازی تابستان، غلظت فسفر رها شده از رسوبات افزایش یافته و به دنبال این فرآیند شرایط مخزن از حالت تغذیه گرایی متوسط به تغذیه گرا تغییر می کند. بادرنظرگرفتن50 درصد برداشتبیشترآب،در سه سال آتی،کاهشمدت زمان رهاسازیفسفاترسوباتراداریموازعواملاصلیاینتغییر افزایش نیروی اختلاط قائم به دلیل تخلیه بیشتر از دریچه های کشاورزی و نیروگاه که در تراز پایین قرار دارندمیباشد. پیشنهاد می شود در فصول پرآبی با برداشت بیشتر آب از دریچه های تحتانی مخزن به ایجاد اختلاط قائم در آن کمک شود. همچنین تخلیه رسوبات کف مخزن به بهبود شرایط کیفی کمک خواهد کرد و با کاهش فسفات رهاشده از رسوبات شرایط تغذیه گرایی مخزن را بهبود می بخشد. همچنین اندازه گیری های منظم کیفی در سطح و عمق مخزن گام مهمی در تدوین الگوی مدیریتی مناسب این مخزن می باشد.افزایش اطلاعات میدانی امکان پیش بینی دراز مدت شرایط مخزن سد شهید رجایی را فراهم خواهد کرد و بازه اطمینان تصمیمات را افزایش خواهد داد.
- Abstract
- Abstract: Shahid Rajaee dam is such as major dams in Mazandaran province, which is located 45 km southwest of the Sari. In order to study thermal stratification and eutrophication, the reservoir's Data were collected between 2001 to 2011, And then two-dimensional hydrodynamic and water quality model of Shahid Rajaee reservoir with CE-Qual-W2 software was created. The model was used to determine the thermal stratification and eutrophication from the year 2010 to 2014.Depending on the climate of the study area that is temperate and humid and land use that has been relatively stable over the time, the scenario of an increase of 50 percent removal of water from the Shahid Rajaee reservoir were studied and thermal stratification and eutrophication was simulated with this assumption until the Year 2014 and optimal level of water storage evaluated. The results showed thermal stratification in summer and vertical mixing in winter for Rajaee reservoir, Based on These results Shahid Rajaee reservoir is in branch of warm Monomictic lake. Dissolved oxygen modeling results, showed that its concentration at reservoir bottom is zero when thermal stratification dominates. Dissolved oxygen concentration will be homogeneous at winter when thermal vertical mixing dominates. Anaerobic conditions in the bottom of the reservoir are fading and the reservoir is homogeneous in the vertical direction. Phosphate was determined as limiting factor for algal growth in the Shahid Rajaee reservoir dam. During stratification and anaerobic conditions, phosphate was released from bottom sediments in the depth of the reservoir and following this phenomenon, nitrate reduction in the depth of the reservoir was observed. With the continuation of the current situation thermal regime in the reservoir does not change in three years but Due to continuous deposition of phosphate in sediments during summer anaerobic conditions, concentrations of phosphorus released from the sediments was increased. Following this process the reservoir eutrophication condition change from moderate eutrophication to Eutrophic. By considering 50% increase in water removal in the next three years, phosphate released in bottom sediment will decrease and the main causes of this change are: Increase forces vertical mixing (due to agriculture and plant discharge valves that are located on the lower level), reducing duration of stratification phenomenon and seek to that reducing duration of anaerobic conditions in the bottom of the reservoir. Removing more water from reservoir bottom valves in wet seasons was suggested to increase vertical mixing forces and reduce the duration of anaerobic conditions in bottom of the reservoir. Sediment discharge from the lower port is recommended to improve the quality of reservoir also reducing phosphorus release from the bottom sediment improves eutrophication condition. Regular measurements of water quality in reservoir depths is an important step in developing an appropriate management model, Increase in long-term field data to predict Shahid Rajaee reservoir conditions will increase the confidence interval. Key words: stratification, eutrophication, shahid Rajaee dam, Ce-Qual-W2 model, two-dimensional model.
