واسنجی مدل EFDC+ در شبیه سازی اکسیژن محلول و بار آلی معادل BOD۵ در مخزن سد سیمره

اکسیژن محلول و بار آلی تجزیه پذیر از عوامل اصلی کنترل کننده وضعیت کیفی مخازن عمیق و لایه بندی شده اند. هدف این پژوهش، ارزیابی توان مدل سه بعدی EFDC+ در بازسازی تغییرات قائم و فصلی اکسیژن محلول و بار آلی معادل اکسیژن خواهی بیوشیمیایی پنج روزه در مخزن سد سیمره بود. مدل با استفاده از داده های هیدرولوژیکی، هواشناسی و پروفیل های مشاهداتی دوره خرداد تا بهمن ۱۳۹۵ اجرا و واسنجی شد. ازآنجاکه BOD₅ در ماژول کیفیت آب EFDC+ به صورت مستقیم تعریف نمی شود، مقادیر مشاهداتی آن با استفاده از روابط سینتیکی و استوکیومتری به اجزای کربن آلی تبدیل شدند. با توجه به سهم محدود کربن آلی ذره ای دیرتجزیه، بار آلی ورودی عمدتا از طریق کربن آلی محلول و کربن آلی ذره ای زودتجزیه به مدل اعمال و خروجی ها برای مقایسه با داده های مشاهداتی به BOD₅ معادل بازگردانده شدند. نتایج نشان داد که مدل توانسته است اختلاف قائم اکسیژن محلول در دوره لایه بندی و یکنواخت شدن آن پس از اختلاط زمستانی را با دقت مناسبی بازسازی کند. میانگین ماهانهMAE، RMSE و NSE اکسیژن محلول به ترتیب ۰٫۷۰ میلی گرم بر لیتر، ۰٫۷۹ میلی گرم بر لیتر و ۰٫۷۹ گزارش شد. برای BOD۵ معادل نیز مقادیر متناظر به ترتیب ۰٫۴۴ میلی گرم بر لیتر، ۰٫۵۳ میلی گرم بر لیتر و ۰٫۵۹ به دست آمد. عملکرد مدل در بازسازی روند کلی بار آلی قابل قبول بود، هرچند در برخی ماه ها و در حضور بیشینه های موضعی زیرسطحی، انطباق کمتری مشاهده شد. نتایج نشان داد که وضعیت اکسیژنی مخزن حاصل برهم کنش لایه بندی حرارتی، اختلاط قائم، تبادل گازی، فعالیت زیستی و تجزیه مواد آلی است. در مجموع، مدل واسنجی شده EFDC+ چارچوب مناسبی برای بررسی ارتباط میان ساختار حرارتی، اکسیژن محلول و بار آلی در مخزن سد سیمره فراهم کرد.

کلیدواژه ها:

مخزن سد سیمره ، EFDC+ ، اکسیژن محلول ، BOD۵ معادل ، بار آلی ، لایه بندی حرارتی