مدل سازي كميت و كيفيت منابع آب در مقياس حوضه آبريز با استفاده از مدل SWAT و تخصيص بار آلودگي با رويكرد تئوري بازي‌ها

كارشناسي ارشد

در اين كار تحقيقاتي مدل‌سازي شرايط هيدرولوژيكي، رسوب و مواد مغذي در منابع آب حوضه آبريز سيمره در مقياس گسترده مكاني و زماني در مدل SWAT، توسعه يافته، واسنجي و اعتبار سنجي گرديد. عملكرد مدل در شبيه سازي دبي جريان، رسوب و مواد مغذي در ايستگاه‌هاي مختلف آب سنجي، رسوب سنجي و كيفيت منابع آب با استفاده از شاخصههاي آماري R2 (ضريب همبستگي) و NS (نش-ساتكليف) در بازه‌هاي مناسب و قابل توسعه، مورد ارزيابي قرار گرفته است. پارامترهاي احتمالاتي مهم و اثرگذار در شبيه سازي وضعيت هيدرولوژيكي، رسوب و كيفيت مواد مغذي (نيتروژن و فسفر) در مدل SWAT، با استفاده از مراجع معتبر علمي استخراج گرديدند و سپس در محيط SWAT-CUP تعيين نقش هر پارامتر، انجام و سپس اين ضرايب تدقيق گرديدند تا واسنجي مدل به درستي انجام و تصويري مناسب از حوضه ترسيم گردد. واحدهاي آلاينده نقطه‌اي (فاضلاب‌هاي شهري و روستايي، مراكز پرورش ماهي و .... )، و منابع آلاينده غيرنقطه‌اي ناشي از فعاليت‌هاي كشاورزي و دامپروري (نوع و مقادير كود و سموم مصرف شده در اراضي كشاورزي و تعداد رئوس دام‌هاي منطقه) به عنوان منابع بارگذاري آلودگي به مدل SWAT معرفي گرديدند. به منظور تعيين نقش هر يك از منابع در ميزان فسفر خروجي از حوضه، ارزيابي‌ها در مدل SWAT با تعريف سناريوهاي متعدد تخصيص بار آلودگي صورت پذيرفت. بر اساس نتايج حاصل، حذف كامل بار فسفر 5 واحد آلاينده نقطه‌اي مهم (فاضلاب شهري ملاير، كرمانشاه، ديناور-صحنه و آبزي پروري اسلام آباد غرب و صحنه-كنگاور) سبب كاهش متوسط غلظت فسفر خروجي از حوضه از 34/1 ميلي‌گرم در ليتر به 14/1 ميلي‌گرم در ليتر خواهد گرديد. همچنين فاضلاب شهري كرمانشاه نقش به مراتب حائز اهميتي در ميان منابع آلاينده نقطه‌اي در تخريب كيفيت آب حوضه دارد به طوري كه تصفيه كامل فسفر فاضلاب آن سبب ايجاد غلظت 21/1 ميلي‌گرم در ليتر فسفر (13/0 ميلي‌گرم در ليتر كاهش) در جريان خروجي از حوضه مي‌گردد. مطالعات و بررسي‌هاي انجام شده در وضعيت كيفي حوضه نشان مي‌دهند كه بارهاي آلاينده غيرنقطه‌اي (كشاورزي و دامپروري) و فرسايش خاك، نقش قابل توجهي در زوال كيفيت منابع آب حوضه در مقايسه با واحدهاي آلاينده نقطه‌اي دارند و لذا اعمال سناريوهاي تخصيص بار آلودگي مبتني بر صرفا منابع آلاينده نقطه‌اي، در بهبود كيفيت منابع آب حوضه اثرگذار نخواهد بود. به منظور تعيين استراتژي مناسب تخصيص بار آلودگي، از مدل GMCR-II (مدل حل اختلاف مبتني بر گراف) استفاده گرديده است. سازمان حفاظت محيط زيست، شركت آب و فاضلاب كرمانشاه و واحد آبزي پروري اسلام آباد غرب به عنوان تصميم‌گيرندگان با استراتژي‌هايي چون 1- اعمال برنامه بهينه تخصيص بار آلودگي منابع نقطه اي و غيرنقطه اي در سطح حوضه، 2- عدم اعمال هر گونه برنامه تخصيص آلودگي، 3- اعمال برنامه تخصيص بار آلودگي بر فاضلاب كرمانشاه و فعاليتهاي كشاورزي و دامي و 4- اعمال برنامه تخصيص بار آلودگي بر فاضلاب واحد آبزي پروري اسلام آباد غرب و فعاليتهاي كشاورزي و دامي در مدل‌سازي حل اختلاف لحاظ گرديدند. بر اساس نتايج حاصل، يكي از گزينه‌هاي پايداري تعادل قوي اعمال برنامه تخصيص بهينه آلودگي در حوضه توسط سازمان حفاظت محيط زيست و به كارگيري استراتژي 3 يا 4 توسط شركت آب و فاضلاب كرمانشاه و واحد آبزي پروري اسلام آباد غرب مي باشد.

194156

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي و مديريت منابع آب

دكتر مطهره سعادت پور