لایه بندی حرارتی مخزن سد سیمره با استفاده از مدل دو بعدی هیدرودینامیکی و کیفی CE-QUAL-W۲

زمینه و هدف: وجود لایه بندی 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 مدل های ریاضی پیش بینی کرد. مدل CE-QUAL-W۲یک مدلی دو بعدی هیدرودینامیکی و کیفی است که با توجه به قابلیت های فراوان آن، برای لایه بندی حرارتی از آن استفاده می گردد. روش بررسی: برای لایه بندی حرارتی سد سیمره در استان ایلام از مدل CE-QUAL-W۲ استفاده گردید. گام نخست در مدل-سازی فرآیند کالیبرسیون است. کالیبراسیون یک فرآیند چند مرحله ای برای اصلاح پارامترها است تا بتوان بین داده های مشاهده شده و مدل تطابق ایجاد نمود. برای لایه بندی حرارتی در مدل CE-QUAL-W۲ سه مرحله کالیبراسیون شامل کالیبراسیون هندسه مخزن، سطح آب و بهره برداری مخزن و دمایی وجود دارد که جهت اجرای بهینه مدل انجام گرفت. پس از انجام کالیبراسیون، نتایج لایه بندی برای ماه های مختلف سال استخراج شد. یافته ها: میزان خطای جذر میانگین مربعات برای کالیبراسیون که با مقایسه داده های واقعی و داده های مشاهده ای، به ترتیب ۵/۰، ۰۵/۰ و ۶۲/۱ محاسبه گردید، بیانگر آن است که مدل برای لایه بندی حرارتی دارای قابلیت مناسبی است. بر اساس اطلاعات مربوط به مدل سازی، مشخص گردیده است که سد سیمره دارای یک دوره لایه بندی حرارتی است. این لایه بندی از اسفند ماه تا دی ماه ادامه دارد و در پاییز به اوج می رسد. ضخامت لایه سطحی آب که رولایه نام دارد از ماهی به ماه دیگر متفاوت است. ضمن آن که این تفاوت در لایه میانی یا ترموکلاین نیز در ماه های مختلف دیده می شود. ضخامت رولایه در آذرماه بیش از سایر ماه ها می باشد. وجود این لایه بندی در مخازن باعث می شود تا به تدریج مواد آلی و رسوبات ته نشین شده در کف زیاد شده و در هنگام اختلاط مخزن موجب گسترش پدیده تغذیه گرایی در مخزن شود.

کلیدواژه ها:

لایه بندی حرارتی ، مدل CE-QUAL-W۲ ، ترموکلاین ، سد سیمره