مدل سازی کیفیت آب رودخانه با استفاده از مدل QUAL۲Kw(مطالعه موردی: رودخانه شاهرود)

زمینه و هدف: مدل سازی کیفیت آب رودخانه ها می تواند به عنوان یکی از موثرترین ابزارها در جهت مدیریت کیفیت آب رودخانه ها و کاهش تبعات مسایل محیط زیستی ناشی از ورود آلاینده ها به آن مورد استفاده قرار گیرد. هدف از مقاله حاضر استفاده از مدل معتبر QUAL۲Kw.۵.۱ در راستای مدل سازی کیفیت آب در رودخانه شاهرود می باشد. روش بررسی: در مقاله حاضر ازمدل QUAL۲Kw.۵.۱  برای مدل سازی هفت پارامتر کیفیت آب شامل اکسیژن محلول، اکسیژن خواهی بیوشیمیایی، قلیاییت، کل مواد جامد محلول، هدایت الکتریکی، فسفر کل و نیتروژن کل در چهار دوره زمانی در رودخانه شاهرود استفاده شده است. به منظور واسنجی مدل از داده های آبان ۱۳۸۶ و تیر ۱۳۸۷ و برای صحت سنجی مدل از داده های شهریور ۱۳۸۷ و مهر ۱۳۸۷ استفاده شده است. واسنجی خودکار ضرایب مدل با استفاده از الگوریتم ژنتیک موجود در مدل انجام شده است. به منظور مقایسه نتایج شبیه سازی شده مدل با داده های مشاهداتی از دو پارامتر آماری شامل ضریب تبیین و میانگین قدرمطلق خطا استفاده شده است. یافته ها: مهم ترین ضرایب واسنجی شده در مدل مربوط به مواد جامد معلق، اکسیژن خواهی بیوشیمیایی، نیتروژن و فسفر می باشد. مدل در شبیه سازی پارامترهای pH و هدایت هیدرولیکی با مقادیر میانگین قدرمطلق خطای ۱۹/۰ و ۸۹/۱۶۳ در مرحله صحت سنجی به ترتیب بیش ترین و کم ترین دقت را از خود نشان داد. به طور میانگین حداقل و حداکثر اکسیژن محلول اندازه گیری شده در رودخانه شاهرود در شهریور ۱۳۸۷ و مهر ۱۳۸۷ و به ترتیب برابر ۹۳/۶ و ۹۹/۹ میلی گرم بر لیتر اندازه گیری شده است. همچنین بیش ترین و کم ترین دقت مدل در شبیه سازی این پارامتر مربوط به تیر و مهر ۱۳۸۷ با میانگین قدرمطلق خطای برابر ۸۶/۰ و ۲۹/۱ می باشد. همچنین نتایج نشان داده که مدل سازی هیدرولیکی دقیق از تغییرات پارامترهای هیدرولیکی رودخانه و جریان در طول رودخانه تاثیر زیادی در مدل سازی کیفیت آب رودخانه دارد. بحث و نتیجه گیری: نتایج مقاله حاضر دقت مناسب مدل QUAL۲Kw.۵.۱را در شبیه سازی پارامترهای کیفیت آب رودخانه شاهرود نشان می دهد. از طرف دیگر دقت شبیه سازی هر پارامتر با توجه به مقدار تغییرات آن در طول رودخانه متغیر می باشد. به نحوی که هر چه تغییرات یک پارامتر در طول رودخانه و در بازه های مختلف کم تر باشد، دقت مدل در شبیه سازی این پارامتر بیش تر خواهد بود.

کلیدواژه ها:

رودخانه شاهرود ، مدل QUAL۲Kw.۵.۱مدل سازی کیفیت آب ، صحت سنجی ، واسنجی