شبيه سازي اثرات هوادهي مصنوعي بر شكوفايي جلبكي مخازن مغذي؛ مطالعه موردي مخزن سيمره

كارشناسي ارشد

مخازن و درياچه¬ها كه از منابع مهم آب آشاميدني به شمار مي¬روند به سبب عوامل انساني، پديده گرمايش جهاني و .. بيش از پيش در معرض خطر افزايش دو پديده مخرب تغذيه¬گرايي و شكوفايي جلبكي قرار گرفته¬اند. راهكارهاي زيادي از جمله راهكارهاي مديريت از بالادست به عنوان يك راهكار بلند مدت براي مديريت كيفيت درياچه¬ها و مخازن ارائه شده است اما زماني كه امكان مديريت از بالادست ميسر نباشد يا مؤثر واقع نشود، بكارگيري راهكارهاي درجا به عنوان راهكارهاي كوتاه مدت مي¬تواند به بهبود كيفيت مخازن و درياچه¬ها كمك نمايد. در اين تحقيق برخي از روش¬هاي فيزيكي، شيميايي، بيولوژيكي و تركيبي براي كنترل درجا شكوفايي جلبكي و تغذيه-گرايي مخازن و درياچه¬ها مورد بررسي قرار گرفته است. از بين اين روش¬ها، روش هوادهي كه به عنوان يك روش فيزيكي براي مديريت درياچه¬ها و مخازن به خصوص براي مخازن عميق محسوب مي¬شود، جهت مدلسازي و بررسي اثرات آن بر شكوفايي جلبكي و تغذيه¬گرايي مخزن سيمره مورد مطالعه قرار گرفت. روش هوادهي با استفاده از ديفيوزر خطي پلوم حبابي مك گينيس در نرم افزار CE-QUAL-W2 كه يكي از نرم افزارهاي پركاربرد جهت شبيهسازي كيفيت آب است، مدل گرديده است. معادلات مدل هوادهي با استفاده از ديفيوزر خطي پلوم حبابي كه تا حدي ديناميك پلوم را در نظر مي¬گيرد در قالب يك ماژول به كد اصلي نرم افزار CE-QUAL-W2 در محيط اينتل ويژوال فرترن افزوده گرديد. عملكرد مدل بهم پيوسته پلوم هوادهيCE-QUAL-W2 در مخزن سيمره مورد آزمون قرار گرفت. براي اين منظور، مدل عددي هيدروديناميك و كيفيت آب مخزن سيمره بر اساس دادههاي سالهاي 91 و 92 واسنجي و اعتبارسنجي گرديد. در ادامه تأثير هوادهي بر غلظت اكسيژن محلول و ساير پارامترهاي كيفي مخزن مورد بررسي قرار گرفت. نتايج اين تحقيق نشان داد كه هوادهي مخزن سيمره در يك دوره 10 روزه، ميزان فسفات را 1.1% كاهش و غلظت اكسيژن محلول لايه بي هوازي زيرلايه را 28% افزايش داده است. اين در حالي است كه غلظت آمونيوم و نيترات موجود در مخزن پس از هوادهي افزايش داشته است. بررسي عملكرد مدل توسعه يافته اين تحقيق در قالب آناليز حساسيت بر پارامترهاي نرخ هوادهي، طول ديفيوزر و عرض پلوم نيز دنبال گرديد كه با فيزيك حاكم بر مساله، همخواني لازم را داشته است. نتايج نشان داد افزايش 25% طول ديفيوزر، 58% نرخ جريان گازي و 25% عرض پلوم به ترتيب غلظت اكسيژن محلول زيرلايه را به ترتيب 10%، 22% و 14% افزايش ميدهد.

210449

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي عمران-مديريت منابع آب

دكتر مطهره سعادت پور - دكتر عباس افشار