شبیه سازی سه بعدی تغییرات نیتروژن، فسفر و کلروفیل-آ در مخزن سد سیمره با استفاده از مدل EFDC+

مواد مغذی و کلروفیل-آ از شاخص های اصلی در ارزیابی پتانسیل تغذیه گرایی مخازن سدها هستند و تغییرات آن ها تحت تاثیر هم زمان فرایندهای هیدرودینامیکی، لایه بندی حرارتی، اختلاط قائم، وضعیت اکسیژن محلول و واکنش های بیوشیمیایی قرار دارد. در این پژوهش، توان مدل سه بعدی EFDC+ در شبیه سازی تغییرات قائم و فصلی نیتروژن آمونیوم، نیتروژن نیترات، فسفر و کلروفیل-آ در مخزن سد سیمره بررسی شد. برای این منظور، مدل با استفاده از داده های هیدرولوژیکی، هواشناسی، بهره برداری و پروفیل های مشاهداتی کیفیت آب در دوره خرداد تا بهمن ۱۳۹۵ اجرا و واسنجی گردید. عملکرد مدل با مقایسه نتایج شبیه سازی شده و داده های مشاهداتی در اعماق مختلف و با استفاده از شاخص های آماری MAE،RMSE و NSE ارزیابی شد. نتایج نشان داد که مدل EFDC+ توانسته است روند کلی تغییرات زمانی و عمقی مواد مغذی و کلروفیل-آ را در مخزن سد سیمره بازسازی کند. برای نیتروژن آمونیوم، میانگین RMSE برابر ۰.۰۲ میلی گرم بر لیتر و مقدار میانگین NSE برابر ۰.۸۳ به دست آمد که بیانگر عملکرد مناسب مدل در شبیه سازی این پارامتر است. برای نیتروژن نیترات، میانگین RMSE و NSE به ترتیب برابر ۱.۱۰ میلی گرم بر لیتر و ۰.۵۵ محاسبه شد که نشان دهنده پیچیدگی بیشتر شبیه سازی نیترات به دلیل وابستگی آن به شرایط اکسیژنی، نیتریفیکاسیون، دنیتریفیکاسیون و اختلاط قائم است. در مورد فسفر، میانگین RMSE برابر ۰.۰۳ میلی گرم بر لیتر به دست آمد. همچنین، مدل در شبیه سازی کلروفیل-آ عملکرد بسیار مناسبی نشان داد؛ به طوری که میانگین RMSE برابر ۰.۱۹ میکروگرم بر لیتر و میانگین NSE برابر ۰.۹۷ محاسبه شد. در مجموع، نتایج این پژوهش نشان می دهد که مدل EFDC+ پس از واسنجی، می تواند چارچوب مناسبی برای تحلیل هم زمان چرخه مواد مغذی، تغییرات کلروفیل-آ و ارزیابی پتانسیل تغذیه گرایی در مخزن سد سیمره فراهم کند.

کلیدواژه ها:

مخزن سد سیمره ، EFDC+ ، نیتروژن آمونیوم ، نیتروژن نیترات ، فسفر ، کلروفیل-آ ، پتانسیل تغذیه گرایی