مدل سازی کمی و کیفی رودخانه‌ بهمنشیر و کانال های آب رسان

الموضوعات :

نوید دولت آبادی فراهانی ¹ (کارشناسی‌ارشد مهندسی عمران و محیط زیست، دانشکده عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.)
حمید طاهری شهر آیینی ² (استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران.)
محسن ناصری ³ (دکتری، مهندسی عمران، پردیس فنی دانشگاه تهران، تهران، ایران.)
مسلم قاسمی ⁴ (کارشناسی ارشد، آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.)

تاريخ الإرسال : 27 الأحد , رمضان, 1434 تاريخ التأكيد : 18 الثلاثاء , جمادى الثانية, 1436 تاريخ الإصدار : 01 الأربعاء , ذو الحجة, 1438

الکلمات المفتاحية: ‌مدل‌سازی هیدرولیکی, ‌ مدل‌سازی‌ ‌شوری, مدل‌سازی کیفی, رودخانه بهمنشیر, کانال‌های آب‌رسان, نرم‌افزار‌.MIKE11,

ملخص المقالة :

زمینه و هدف: رودخانه بهمنشیر یکی از منابع مهم آب در جنوب غرب ایران می باشد که دخول شوری و سایر آلاینده ها، این رودخانه را تحت تاثیر قرار داده است در این مطالعه، مدل سازی کمی و کیفی رودخانه بهمنشیر به همراه کانال های آب رسانی مجتمع پرورش میگوی چوئبده با استفاده از نرم افزار MIKE11 انجام یافته است. روش بررسی: ابتدا با مدل سازی هیدرولیکی یکپارچه رودخانه و کانال های آب رسان، عدد مانینگ برای این رودخانه برابر با 018/0 برآورد گردید. سپس اقدام به مدل سازی شوری با استفاده از حل معادله همرفت- پخش شد و ضریب پخش طولی رودخانه مورد کالیبراسیون و صحت سنجی قرار گرفت و ضریب پخش طولی برای این رودخانه برابر با تعیین شد. در ادامه به مدل سازی پارامترهای کیفی نظیر اکسیژن محلول، نیترات، آمونیاک، BOD و دما در طول رودخانه و کانال های آب رسان با استفاده از زیر برنامه ECOLAB پرداخته شد. با آنالیز حساسیت پارامترهای مختلف مدل، پارامترهای مهم مدل مشخص و کالیبره شدند و مدل کالیبره شده مورد صحت سنجی قرار گرفت. یافته‌ها: نتایج نشان داد رفتار کانال های آب رسان از نوع راکتور اختلاط کامل می باشد و با محاسبه ضرایب تبدیل پارامترهای مختلف رودخانه به کانال، تغییرات غلظت شوری و دیگر پارامترهای کیفی در کانال ها محاسبه و مقدار متوسط شوری، اکسیژن محلول، آمونیاک و نیترات در کانال ها حدود 27000 ، 3 ، 3 و 5 ppm تعیین شد. این پارامترها در رودخانه به ترتیب 5300، 2/2، 2/1 و 11 ppmتعیین شدند. مدلهای هیدرولیکی، شوری، اکسیژن محلول، دما، آمونیاک و نیترات توسعه داده شده در مرحله صحت سنجی به ترتیب دارای ضریب همبستگی 95/0 و درصد خطای مطلق به ترتیب برابر 9/7، 12، 2/1، 79/0و 34/0 بود. بحث و نتیجه‌گیری: نتایج مدل سازی، قابلیت مدل MIKE11 در شبیه سازی کمی و کیفی آب در رودخانه های تحت شرایط جزر و مدی را به اثبات رساند.

المصادر:

1-   آذری، اردوان. « مبانی زهکشی در اراضی جزر و مدی جزیره آبادان (مطالعه موردی در ساحل رودخانه بهمنشیر)». چهارمین کارگاه فنی زهکشی و محیط زیست،1385، تهران، ایران.

2-      SWECO-MAHAB, 1976. Abadan Island and Khorramshahr water supply and irrigation project hydraulic condition and salt water mathematical model studies. Prepared for Khuzestan water and power Organization, Technical Report.

3-      Harleman D. R.F. 1966. Salinity intrusion in estuaries in: Ippen. A.T. (ed.), Estuary and costline hydrodynamics. McGrawHill, pp.598-629.

4-      مظاهری، سعید. « بررسی رفتار هیدرولیکی رودخانه بهمنشیر توسط مدل ریاضی MIKE11 » مهندسین مشاور سازه پردازی ایران، 1375.

5-   مهندسین مشاور سازه پردازی ایران، « مطالعات هیدرولیک ( پروژه مدلهای ریاضی و فیزیکی رودخانه بهمنشیر) » گزارش سوم، وزارت جهاد سازندگی،1376 الف.

6-   مهندسین مشاور سازه پردازی ایران،« مطالعات شوری ( پرژه مدلهای ریاضی و فیزیکی رودخانه بهمنشیر) ». گزارش دوم، وزارت جهاد سازندگی،1376 ب.

7-   مهندسین مشاور سازه پردازی ایران. « مطالعات مرحله شناخت پرورش میگو شرق بهمنشیر». گزارش نهایی، وزارت جهاد کشاورزی، اداره کل شیلات خوزستان، 1380.

8-   تولائی نژاد، محمود.، میری، محمد علی.، لوافیان نژاد، بهرام.، رنگزن، کاظم. «شناسائی آلاینده های کیفی در مصب رودخانه کارون بزرگ و ارایه راه حلهای مدیریتی در جهت بهبود کیفیت آن ». هفتمین سمینار بین المللی مهندسی رودخانه، 1385، اهواز، دانشگاه شهید چمران.

9-   سامانی، ح. م. و. « مدل ریاضی تحلیلی یک بعدی انتقال و انتشار شوری در رودخانه ها با در نظر گرفتن شرایط جزر و مدی دریا». محیط شناسی، 1381، شماره 31، ص37.

10- جعفرزاده حقیقی، نعمت. اله.، توسلی، محمد.، باروتکوب، علی. « بررسی تغییرات کیفیت آب رودخانه کارون با کاربرد برنامه Qual2E ». تحقیقات منابع ایران، 1384، سال یکم، شماره 2، ص 85 تا 96.

11-  Parsa, J., Etemad-Shahidi A., Hosseiny S. Yeganeh-Bakhtiary A., 2007. Evaluation of computer and empirical models for prediction of salinity intrusion in the Bahmanshir estuary. Journal of Coastal Research, Vol. 50, pp. 658-662.

12-  Van Der Burgh, p., 1972. Ontwikkeling Van een Methods Voor het Voorspellen van Zoutverde-Lingen in Estuaria. Kanalen en Zeeen. Rijkswaterstaat Report, pp. 10-72.

13- وهابیان، م. سامانی، ح. م. و. « مدل ریاضی – عددی یک بعدی انتقال و انتشار شوری در رودخانه شاخه ای کارون، بهمنشیر و حفار با در نظر گرفتن شرایط جزر ومدی» سومین کنفرانس مدیریت منابع آب،1387، 23-25مهر، دانشگاه تبریز، تبریز.

14- فعال، زینب. « بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آب رودخانه بهمنشیر » مجله علمی شیلات ایران، 1388، سال هجدهم، شماره 1، ص 167 - 172.

15- هوشمند، حسین.، سید مرتضایی، سید. رضا.، آهنگرزاده، مینا. « بررسی کیفیت باکتریایی آب رودخانه بهمنشیر و استخرهای پرورش میگوی منطقه چوئبده – آبادان » مجله دامپزشکی ایران،1388، دوره پنجم، شماره 4، ص 52 - 58.

16- مهندسین مشاور دز آب. « طرح تعیین حریم و بستر رودخانه های کارون، اروند و بهمنشیر ». مطالعات هیدرولیک رودخانه و فرسایش و رسوب، قسمت الف (گزارش اصلاحی نهایی)، سازمان آب و برق خوزستان، جلد ششم، 1389.

17-  ابریشمی، جلیل. و حسینی، سید محمود. « هیدرولیک کانال های باز»، انتشارات دانشگاه امام رضا،1376.

18-  DHI, 2007. MIKE11 Reference Manual. DHI Software.

19-  Doulgeris, C., Georgiou, P., Papadimos, D., Papamichail, D., 2012. Ecosystem approach to water resources management using the MIKE 11 modeling system in the Strymonas River and Lake Kerkini. Journal of environmental management, Vol. 94(1), pp. 132-143.

20-  Cox, B. A., 2003. A review of currently available in-stream water-quality models and their applicability for simulating dissolved oxygen in lowland rivers. Science of the Total Environment, Vol. 314, pp. 335-377.

21-  Thompsona, J.R.; Refstrup Sørensonb, H.; Gavina, H.; Refsgaardb, A., 2004. Application of the coupled MIKE SHE/MIKE 11 modelling system to lowland wet grassland in southeast England. Journal of Hydrology, Vol. 293, pp. 151–179.

22-  Le Ngo, L., Madsen, H., Rosbjerg, D., PEDERSEN, C., 2005. Application of MIKE 11 in managing reservoir operation. International Conference on Reservoir Operation and River Management Guangzhou & Three Gorges, China, September 17-23.

23-  Water Quality Institute, 1984. Biological degradation of waste water in recipient Water (In Danish: Biologisk Nedbrydning af Spildevand i Havvand). Report to Sukkerfabriken Nykøbing, Denmark.

24-  Nyholm, N., Bach, H., Birkelund, J., Jensen, T. L., Kusk, K. O., Schleicher, O. and Schrøder, H., 1991. Environmental studies of a marine wastewater discharge from a sulphite Pulp-Mill example of a general study approach for marine industrial discharges. Water Science & Technology. Vol. 23, pp. 151-161.