ارزیابی تغذیه گرایی و مخاطرات محیط زیستی انتقال آب در تونل زاگرس با در نظر گرفتن نشت گاز سولفید هیدروژن
محورهای موضوعی : آب و محیط زیستحسین یوزباشی 1 , حسن احمدی 2 * , آزیتا بهبهانی نیا 3
1 - دانشجوی دکتری، عمران- آب ، واحد رودهن، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، رودهن، ایران.
2 - استادیار گروه عمران، واحد رودهن، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، رودهن، ایران. * (مسئول مکاتبات)
3 - استادیار، گروه محیط زیست، واحد رودهن، دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، رودهن ، ایران.
کلید واژه: تغذیه گرایی, تونل زاگرس, کیفیت آب, مدل تجربی, نشت.,
چکیده مقاله :
زمینه و هدف: تونل زاگرس به عنوان انتقال دهنده اصلي آب سامانه و تامين كننده 97% جريان ورودي مخزن سد پایین دست، با مساله نفوذ آب زيرزميني و نشت گاز سولفيد هيدروژن مواجه است و هدف از انجام این تحقیق بررسی میزان نشت آب زیرزمینی حاوی گاز سولفید هیدروژن به تونل و ارزیابی تغذیه گرایی و مخاطرات زیست محیطی ناشی از آن می باشد.
روش بررسی: در مطالعه حاضر نظر به اقدامات اجرايي براي آب بندي تونل، با مدل سازي سامانه انتقال و جریانات ورودی اثرات نشت از سازند بر كيفيت آب به صورت کمی شبیه سازی گردید. نظر به کیفیت آب ورودی به مخزن در زمان‌های مختلف، از روش‌های تجربی تایید شده برای ارزیابی پتانسیل تغذیه گرایی مخزن پایین دست استفاده شد.
یافته ها: بر اساس مدل کیفی استفاده شده، اگرچه EC جریان نشت به تونل بالا و حدود 3000 (µS/cm) است، لیکن به دلیل دبی کم و تاثیر محدود بر جریان کلی تونل، شوری جریان نهایی از 700 (µS/cm) تجاوز نخواهد کرد و استفاده از آب خروجی برای کشاورزی علی رغم غلظت بالای سولفید هیدروژن در جریان نشت، وجود این گاز در جریان نهایی، محدودیتی ایجاد نمی‌نماید. البته در سال‌های با بارندگی زیاد انتظار نشت بیشتر و تنزل کیفیت وجود دارد. بر اساس نتایج، مخزن با TSI حدود 85% در شرایط تغذیه‌گرایی زیاد قرار دارد.
بحث و نتیجه گیری: به دلیل زمان ماند کوتاه (12 روز)، گفته می‌شود در مخزن تغذیه گرایی رخ نمی‌دهد درصورتی که نتایج تحقیق مبین بروز تغذیه گرایی در مخزن است لذا مدیریت کیفی آب ضروری می‌باشد. با احتمال افزایش مواد مغذی در آینده، پتانسیل تغذیه‌گرایی نیز تشدید و علاوه بر آن، ورود ترکیبات نیتروژن و فسفر در مخزن، می‌تواند منجر به تغذيه‌گرايي زیاد این مخزن کوچک شود.
Background and Objective: Zagros tunnel, as the main water carrier of the system and supplying 97% of the incoming flow of the downstream dam reservoir, is facing the problem of underground water infiltration and hydrogen sulfide gas leakage.
Material and Methodology: In the present study, the effects of leakage from the formation on the water quality were quantitatively simulated by modeling the transmission system and input flows regarding the implementation measures for tunnel sealing. Considering the quality of water entering the reservoir at different times, approved experimental methods were used to evaluate the trophic potential of the downstream reservoir.
Findings: Based on the qualitative model used, although the EC of the leakage flow into the tunnel is high and around 3000 (µS/cm), but due to the low flow rate and limited effect on the overall flow of the tunnel, the final flow salinity is 700 (µS/cm). It will not be exceeded and the use of outgoing water for agriculture, despite the high concentration of hydrogen sulfide in the leakage flow, the presence of this gas in the final flow does not create any restrictions. Of course, in years with high rainfall, more leakage and quality degradation can be expected. According to the results, the tank with TSI of about 85 is in high trophic conditions.
Discussion and Conclusion: Due to the short retention time (12 days), it is said that trophicism does not occur in the reservoir, but the research results show that trophicism occurs in the reservoir and water quality management is necessary. With the possibility of increasing nutrients in the future, the potential of nutritionism is also intensified, and in addition, the entry of nitrogen and phosphorus compounds in the reservoir can lead to nutritionism in this small reservoir.
1. Afroz, R. Rahman, A. 2017. Health impact of river water pollution in Malaysia. International Journal of Advanced and Applied Sciences, 4(5), 78-85.
2. Hua, A.K. 2017. Land Use Land Cover Changes in Detection of Water Quality A Study Based on Remote Sensing and Multivariate Statistics. Journal of Environmental and Public Health, 2017, 7515130.
3. Meybeck, M., Helmer, R. 1989. The quality of rivers: from pristine stage to global pollution, Global and Planetary Change 1, 283–309.
4. Ghobadi, M.H., Osmanpour, A., Abbasi, A. A. 2020. The Effect of Geological Formations on the Drinking Quality of Groundwater Resources of Arandan Rural Complex, Sanandaj, Iran. Environment and Water Quality, 6(2), 173-184. (In Persian)
5. Güler, C., Thyne, G.D. 2004. Hydrologic and geologic factors controlling surface and Groundwater chemistry in Indian wells—Owens Valley area, southeastern California, USA. Journal of Hydrology, 285, 177-198.
6. Mokhtari M, Derakhshan Z, Raeisi Z, et al. Quantitative and qualitative investigation of Yazd dental center waste, Avicenna. Journal of Environmental Health Engineering. 2015, 2(2), e4788. (In Persian)
7. Al Battashi, N. M., Syed Rashid, A.1998. Artificial recharge schemes in water resources development in Oman. Artificial Recharge of Ground water, A.A. Balkema Roterdam, the netherland, pp 257-261.
8. Tavassoli Rad, H., Yeganeh Khaksar, R. 2019. Numerical investigation on the effect of geotextile and soil properties on the soil bearing capacity, 11th National Congress on Civil Engineering. (In Persian)
9. Rafiei, R., Ramzanzadeh, A., Sareshki, F., Mohdinejad, A. 2012. Investigating the effect of the properties of joints on the stable flow of water entering the tunnel, a case study: the third tunnel of Kohrang. Journal of tunnel engineering and underground spaces. Volume two, number two. (In Persian)
10. Naderkhanlou, V., Mazaheri, M., Mohammadoli Samani, J. 2016. Investigating and modeling the challenge of the upper Gatund dam (hydrodynamics and reservoir salinity) and providing management solutions. Environment, 43(2), 251-265. (In Persian)
11. Qomshi, M. Haqbin, A. 2012. Analysis of salinity in Upper Gatund Dam and its effect on Karun River. The 4th National Conference on Management of Irrigation and Drainage Networks, Shahid Chamran University of Ahvaz, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran. (In Persian)
12. Tavossi, N., Farrukhnia, A. Hooshyaripor, F. 2017. Investigating the effect of soluble Gachsaran formation on the amount of dissolved solutes in water of Parsian dam reservoir. The 8th International Conference on Sustainable Development, Construction and Urban Regeneration, December 21-23, 2017 in the hall of Qom Municipality International Conferences, Iran. (In Persian)
13. Joghtaei, H., Dabiri, R., Muslimpour, M., 2014, study of the impact of ophiolitic rock units on the quality of water resources of Jogtai Plain (northwest of Sabzevar), 6th National Conference on Environmental Geology, Islamic Azad University, Islamshahr Branch, May 2014. (In Persian)
14. Ayman Sazan Consulting Engineers, 2015. Supplementary Geological Report, Hydroclimatology, Hydrogeology, Periodic Statistics of Boreholes and Underground Water Sources along the Zagros Water Transfer Tunnel. (In Persian)
15. Lar Consulting Engineers, 2018. Hydrogeology report of the second section of the Zagros Tunnel. (In Persian)
16. Chapra S. C. 1997. Surface Water Quality Modeling, McGraw-Hill, New York.
17. Iran Water Quality Standard, 2015. Environmental Protection Organization, Water and Soil Office, Human Environment Deputy. (In Persian)
18. Vollenweider, R.A. and Kerekes, J.J. 1981. Background and summary results of the OECD cooperative program on eutrophication. In: restoration of lakes and inland waters. EPA/440/5-81-010. p. 25-36.
19. Vollenweider, R.A. 1976. Advances in defining critical loading levels for phosphorus in lake eutrophication. Mem. Inst. Ital. Idrobiol. Bott. Marco de Marchi, 33:53-83.
20. Larsen, D.P., Mercier. H.T. 1976. Phosphorus Retention Capacity Of Lakes. J. Fish. Res. Board Can. 33, 1731-1750.
21. Lorenzen, H.U. 1978. Phosphorus Models and Eutrophication. In press.