ارزیابی کارایی مدل QUAL۲Kw در شبیه سازی کیفیت آب رودخانه های کوهستانی با مورفولوژی پله-گوداب

رودخانه های کوهستانی با مورفولوژی پله-گوداب از پیچیده ترین سیستم های هیدرولیکی از نظر کیفیت آب محسوب می شوند، اما کارایی مدل های مرسوم کیفی مانند QUAL۲Kw که بر اساس فرض جریان یکنواخت طراحی شده اند، در این بسترها به ندرت مورد ارزیابی قرار گرفته است. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی کارایی مدل QUAL۲Kw در شبیه سازی کیفیت آب چنین رودخانه هایی انجام شده است. بدین منظور، بازه ۶۶ متری با ساختار پله-گوداب در رودخانه دوهزار استان مازندران انتخاب و نمونه برداری از چهار پارامتر کیفی دما، اکسیژن محلول، نیترات و فسفر غیرآلی در چهار ایستگاه (بالادست، بالای پله، پای پله و پایین دست) طی هشت ماه در شرایط کم آبی و پرآبی صورت گرفت. مدل، با استفاده از داده های چهار ماه نخست واسنجی و با داده های چهار ماه دوم صحت سنجی شد. نتایج نشان داد در شرایط کم آبی، مدل QUAL۲Kw با ضرایب نش-ساتکلیف برای تمامی پارامترها بیش از ۸۴/۰ عملکرد قابل قبولی دارد. با این حال، شبیه سازی نیترات و فسفر غیرآلی نسبت به دما و اکسیژن محلول با خطای کمتری همراه بود که ناشی از افزایش زمان ماند و کاهش تلاطم است که به واکنش های سینتیکی فرصت کافی برای تاثیرگذاری می دهد. در شرایط پرآبی، مدل QUAL۲Kw در تمامی پارامترهای کیفی، به ویژه در محل پله-گوداب، دچار بیش برآوردی گردید. این خطا ناشی از کاهش زمان ماند و غلبه فرآیندهای فیزیکی (تلاطم و اختلاط) بر واکنش های سینتیکی است. بر اساس یافته ها، مدل می تواند به عنوان ابزاری کارآمد برای شبیه سازی کیفیت آب رودخانه های کوهستانی در دوره های کم آبی مورد استفاده قرار گیرد و نتایج آن برای مدیریت زیست محیطی این اکوسیستم ها سودمند می باشد.

کلیدواژه ها:

مدل QUAL۲kw ، شبیه سازی کیفیت آب ، مورفولوژی پله-گوداب ، رودخانه کوهستانی ، شبیه سازی مواد مغذی