شبیه سازی لایه بندی حرارتی و دینامیک اکسیژن محلول مخزن سد زاینده رود تحت سناریوهای تغییر دبی ورودی با استفاده از مدل CE QUAL W۲

اکسیژن محلول و لایه بندی حرارتی از مهم ترین پارامترهای کنترل کننده کیفیت آب و پایداری اکوسیستم در مخازن سدها به شمار می روند. این فرآیندها در مناطق خشک و نیمه خشک، تحت تاثیر خشکسالی، تغییر اقلیم و به ویژه افت تراز و کاهش دبی ورودی تشدید می شوند. در پژوهش حاضر به بررسی پاسخ حرارتی و اکسیژنی مخزن سد زاینده رود در برابر تغییرات دبی ورودی با استفاده از مدل عددی دو بعدی طولی- عمقی (CE-QUAL-W۲) پرداخته شده است. هدف اصلی این مطالعه، ارزیابی اثر کاهش ورودی آب بر تراز مخزن، پایداری لایه بندی حرارتی، توزیع عمقی اکسیژن محلول (DO) و تعیین ترازهای بحرانی موثر بر افت شدید کیفیت آب است. مدل مذکور با استفاده از داده های مشاهداتی سال آبی ۲۰۲۰–۲۰۲۱ کالیبره و اعتبارسنجی شد. نتایج نشان داد که شبیه سازی تراز آب پس از اصلاح هندسه مخزن (رابطه تراز- حجم) و بهینه سازی پارامترها، به دقت بسیار بالایی دست یافته است؛ به گونه ای که میانگین قدر مطلق خطا (MAE) به ۲.۷ سانتی متر و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) به ۳.۳ سانتی متر رسید. همچنین، مدل در کالیبراسیون حرارتی و اکسیژن محلول به انطباق بسیار بالایی با مقادیر مشاهداتی دست یافت؛ به گونه ای که برای پارامتر دما، میانگین قدر مطلق خطا (MAE) به ۰.۶۴ درجه سانتیگراد و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) به °۰.۸۱ درجه سانتیگراد، و برای اکسیژن محلول، مقادیر میانگین قدر مطلق خطا (MAE) و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) به ترتیب برابر با ۰.۸۹میلی گرم بر لیتر و ۱.۱۲میلی گرم برلیتر حاصل شد.

کلیدواژه ها:

مخزن سد زاینده رود ، لایه بندی حرارتی ، زمان ماند ، تغییر اقلیم ، CE QUAL W۲