تعیین ظرفیت خودپالایی رودخانۀ دیواندره با استفاده از مدل QUAL2Kw

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد منابع آب، گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران

2 استادیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران

3 دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران

چکیده

مطالعات خودپالایی رودخانه‏ها، اطلاعات کمی مورد نیاز برای محاسبۀ بار آلودگی قابل تحمل در محیط طبیعی رودخانه را فراهم می‌آورد و همچنین به فهم کامل‏تر از فرایند‏های زیست‌محیطی منجر می‏شود. هدف اصلی پژوهش حاضر، مدل‌سازی کیفیت آب رودخانۀ دیواندره و کاهش آلودگی رودخانه از طریق تطابق بیشتر میزان ورود آلاینده‏ها در بازه‏های مختلف رودخانه با توان خودپالایی آن است. پژوهش حاضر به بررسی روند تغییرات خودپالایی رودخانۀ دیواندره برای پارامترهای اکسیژن محلول (DO)، اکسیژن‏خواهی بیولوژیکی (CBOD)، اکسیژن‏خواهی شیمیایی (COD)، اسیدیته (pH)، هدایت الکتریکی (EC)، دما و محاسبۀ درصد خودپالایی برای پارامتر‏های زوال‏پذیر BOD و COD پرداخته و به منظور پیش‏بینی چگونگی تغییرات آنها از مدل شبیه‌ساز کیفی QUAL2Kw استفاده شده است. به‌منظور ارزیابی و اعتباریابی نتایج مدل، از شاخص‎‌های آماری مربع تفاضلات (AME) و ریشۀ میانگین مربعات خطا (RMSE) استفاده شد. نتایج نشان می‏دهد به‌دلیل اﻓﺰاﯾﺶ سکونتگاه‏های انسانی، ﺗأﺛﯿﺮ ﻓﺎﺿﻼب‌ﻫﺎ، رواناب‏های کشاورزی و همچنین ورود رودخانه‏های فرعی چم‏زرد و یول‏گشتی، وﺿﻌﯿﺖ زﯾﺴﺖ‌ﻣﺤﯿﻄﯽ رودﺧﺎﻧۀ دیواندره در بازه‏های انتهایی آن ﻧﮕﺮان‌ﮐﻨﻨﺪه اﺳﺖ و اقدامات کنترلی را ایجاب می‏کند. از میان دو پارامتر کیفی زوال‏پذیر بررسی‌شده، خودپالایی BOD به میزان ‌75 درصد بیشتر از COD است. همچنین، دقیق‏ترین شبیه‏سازی مربوط بهpH و در عین حال کمترین دقت شبیه‏سازی مختص به EC است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Determination of River Self-Purification Capacity Using Qual2kw Mode Case Study: divandare River

نویسندگان [English]

  • Zahra Babakhani 1
  • Mahdi Sarai Tabrizi 2
  • Hossein Babazadeh 3
1 Department of Water Engineering, SRBIAU, Tehran, Iran
2 Department of Water Engineering and Sciences, SRBIAU, Tehran, Iran
3 Department of Water Engineering, SRBIAU, Tehran, Iran
چکیده [English]

Background and Objective: Knowledge of the process of change and the prediction of water quality parameters of the rivers provide the quantitative information needed to calculate the tolerable pollution load in the natural environment of the river, as well as a fuller understanding of the biological processes an environment. The main objective of this paper is to use the QUAL2Kw qualitative simulator model to model water quality in the Dyvandareh River and reduce river pollution by more adapting the amount of inputs of pollutants in different areas of the river with its ability to self-pollute.
Methods: In this study, the process of changing the important parameters of the water quality of the Diwandreh River, such as dissolved oxygen (D0), biological oxygenation (CBOD), chemical oxygen demand (COD), acidity (pH), electrical conductivity (EC) and temperature, and Calculating the percentage of self-pollination of the river from the beginning of the branch before the connection of the tallar river to the decaying parameters of BOD and COD, and to predict their changes, the QUAL2Kw qualitative simulation model has been used. In order to calibrate the model, data from December 2008 were used. Due to the ability of the model for automatic calibration in this study, calibration was done both manually and effortlessly. In order to evaluate and validate the model results, AME and root mean square error (RMSE) were used.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Divandareh River
  • Qual2Kw model
  • simulation
  • Water Quality Parameters
  • Self-Purification
[1].   Tajrishi, M, Abrishamchi, A, Ahmadi M, Torkian, A. Vice Presidency for Strategic Planning and Supervision. Study guideline of river Self-purification Capacity. Islamic Republic of Iran. water technical report No. 481. 2009; 161 pp]Persian[

[2].    Hosseini P, Hosseini Y. Investigating the variation of self-propagation power of Karun River in 87 and 92 years using QUAL2KW model in Ahvaz city. AmirKabir Journal of Civil Engineering. 2017;49(1):35-46. ]Persian[

[3].   Khodam Mohammadi M, Boustani F. Assessment of self-healing power and the role of dissolved oxygen in the quality of water in the river of Khor (Case study: Droodzan Dam down to Lake Tashkh-Bakhtegan). Journal of Water Resources Engineering. 2017;7(27):85-98. ]Persian[

[4].   Shokri S, Hooshmand A, Moaz H. Qualitative simulation of ammonium and nitrate in the Gregor River using the QUAL2KW model. Journal of Wetland Ecobiology. 2015;7(68):23-57. ]Persian[

[5].   Kalburgi PB, Shareefa RN, Deshannavar UB. Development and Evaluation of BOD-DO Model for River Ghataprabha near Mudhol (India), using QUAL2K. I.J Engineering and Manufacturing. 2015;5(1),15-25.

[6].   Sarda P, Sadgir DP. Water Quality Modeling and Management of Surface Water using Soft Tool. International Journal of Science, Engineering and Technology Research (IJSETR). 2015;4(9),2988-2992.

[7].   Pellerire GJ, Chapra SC, Tao H. QUAL2Kw- A framework for modeling water quality in streams and rivers using a genetic algorithm for calibration. Environmental Modeling & Software. 2006;21(3),419-425.

[8].   Pelletier GJ, Chapra SC. QUAL2Kw user manual (version 5.1): A modelling framework for simulating river and stream water quality. Environmental Assessment Program, Olympia, Washington. 2008,112 pp.

[9].   Rafiee M, Akhondali AM, Moazed H, Lyon SW, Jaafarzadeh N, Zahraie B. A Case Study of Water Quality Modeling of the Gargar River, Iran. Journal of hydraulic structures. 2013;1(2):10-22.

[10].        Azimi MM, Hashemi S, Barekatin S, Jafari Gol F. Investigation of self-purification With the help of the results of qualitative simulation (study area: Sefidrood river). National Water Conference with Clean Water Approach, University of Water and Power Industry (Shahid Abbaspour), Tehran, Iran. 2009. ]Persian[