مدل‌سازی عددی لایه‌بندی حرارتی در مخزن سد با استفاده از مدل CE-QUAL-W2 (مطالعه موردی: سد یامچی)
الموضوعات : Business Administration and Entrepreneurship
امین اسمعیل زاده هنجنی
1
,
مهدی سرائی تبریزی
2
,
حسین بابازاده
3
1 - دانش‌آموخته کارشناسی ارشد رشته علوم و مهندسی آب، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده علوم کشاورزی و صنایع غذایی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 - استادیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده علوم کشاورزی و صنایع غذایی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
3 - استاد گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده علوم کشاورزی و صنایع غذایی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
الکلمات المفتاحية:
ملخص المقالة :
چکیده مقدمه: یکی از مسائل تاثیر‌گذار بر کیفیت منابع آبی مانند مخازن سد‌ها و دیگر پیکره‌های آبی لایه‌بندی حرارتی می‌باشد. به‌منظور بررسی پدیده لایه‌بندی در مخازن سد‌ها بایستی به آنالیز دینامیک اختلاط و جریان‌های داخلی در مخزن پرداخت. باتوجه به تاثیر پدیده‌های مختلف در ایجاد لایه‌بندی، بررسی این پدیده در مخازن سد‌ها از طریق مدل‌های دینامیکی امکان‌پذیر است. بنابراین از مدل‌های عددی در کنار اندازه‌گیری‌های میدانی استفاده می‌شود. روش: از آب مخزن سد یامچی برای تامین آب شرب محدوده استفاده می‌شود، بنابراین مطالعات کیفیت آب این مخزن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در نتیجه در این پژوهش برای شناخت شرایط لایه‌بندی آب مخزن سد یامچی، شبیه‌سازی دمای آب با استفاده از مدل CE-QUAL-W2 در یک دوره 1 ساله از اردیبهشت‌ماه سال 1394 تا فروردین‌ماه سال 1395 انجام شده است. همچنین نتایج بدست آمده توسط مدل با مقادیر دمای اندازه‌گیری شده در نقاط مختلف مخزن مقایسه شدند و با استفاده از این نتایج پدیده لایه‌بندی حرارتی در مخزن شبیه‌سازی و مطالعه شده است. یافته ها: در پژوهش حاضر مقادیر دمای اندازه‌گیری شده و نتایج شبیه‌سازی شده توسط مدل از تطابق مناسبی برخوردار بودند. نتایج نشان دهنده‌ی یک دوره لایه‌بندی حرارتی تابستانه در مخزن سد است که حدود چهار ماه از سال به طول می‌انجامد. این پدیده از خردادماه آغاز و در تیر شدت گرفته و در مردادماه به اوج خود می‌رسد، در نهایت تا اواسط شهریور ادامه دارد. از اواسط شهریور با کاهش دما لایه‌بندی حرارتی تضعیف شده و در فصل‌های پاییز و زمستان شاهد اختلاط در مخزن هستیم. این اختلاط تا اواخر اردیبهشت‌ماه ادامه دارد. نتیجه گیری: از لحاظ لایه‌بندی، مخزن سد یامچی در دسته مخازن مونومیکتیک گرم قرار دارد. در این مخازن با شروع فصل بهار و جذب انرژی، شکل‌گیری لایه‌بندی حرارتی آغاز می‌گردد. به شکلی که در اواسط فصل تابستان شاهد لایه‌بندی شدیدی خواهیم بود و این لایه‌بندی تا پایان تابستان ادامه خواهد داشت. به تدریج با شروع فصل پاییز و کاهش دمای محیط لایه‌بندی تضعیف می‌شود، به‌گونه‌ای که مخزن سد بخش عمده‌ای از زمستان و اوایل بهار را در شرایط اختلاط کامل به سر می‌برد. این لایه‌بندی به صورت یک چرخه سالانه مجدداً از اواسط و یا انتهای بهار شروع به شکل‌گیری می‌کند.
