سامانه پشتیبانی خدمات اطلاعات

  اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات161
تعداد شماره‌ها6,533
تعداد مقالات70,522
تعداد مشاهده مقاله124,135,704
تعداد دریافت فایل اصل مقاله97,241,170
حسنی, سیده زهرا, آشفته, پریساسادات. (1402). مدل‌سازی اکسیژن محلول در مخزن اکباتان با استفاده از مدل CE-QUAL-W2. , 13(4), 983-1000. doi: 10.22059/jwim.2023.359526.1077
سیده زهرا حسنی; پریساسادات آشفته. "مدل‌سازی اکسیژن محلول در مخزن اکباتان با استفاده از مدل CE-QUAL-W2". , 13, 4, 1402, 983-1000. doi: 10.22059/jwim.2023.359526.1077
حسنی, سیده زهرا, آشفته, پریساسادات. (1402). 'مدل‌سازی اکسیژن محلول در مخزن اکباتان با استفاده از مدل CE-QUAL-W2', , 13(4), pp. 983-1000. doi: 10.22059/jwim.2023.359526.1077
حسنی, سیده زهرا, آشفته, پریساسادات. مدل‌سازی اکسیژن محلول در مخزن اکباتان با استفاده از مدل CE-QUAL-W2. , 1402; 13(4): 983-1000. doi: 10.22059/jwim.2023.359526.1077

مدل‌سازی اکسیژن محلول در مخزن اکباتان با استفاده از مدل CE-QUAL-W2

مدیریت آب و آبیاری
دوره 13، شماره 4، دی 1402، صفحه 983-1000    اصل مقاله (1.34 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jwim.2023.359526.1077
نویسندگان
سیده زهرا حسنی؛ پریساسادات آشفته*
گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه قم، قم، ایران.
چکیده
این پژوهش، با استفاده از مدل هیدرودینامیکی CE-QUAL-W2، به بررسی و شبیه‌سازی پارامتر اکسیژن محلول (DO) در مخزن سد اکباتان و تحت تأثیر تغییرات لایه‌بندی حرارتی و دما می‌پردازد. مخزن اکباتان در تأمین آب شرب و کشاورزی شهرستان همدان نقش مهمی ایفا می‌کند. از این‌رو، بررسی کیفیت آب آن امری ضروری به‌نظر می‌رسد. نتایج نشان می‌دهد که مدل CE-QUAL-W2 با درنظرگرفتن حجم و هندسه مخزن و پارامترهای هواشناسی، به‌خوبی تغییرات دمایی مخزن را شبیه‌سازی می‌کند. با توجه به این‌که اکسیژن محلول تحت تأثیر لایه‌بندی حرارتی قرار دارد، ارتباط میان این دو پارامتر موردبررسی قرار گرفته و امکان ارزیابی کیفیت آب از طریق لایه‌بندی حرارتی مخزن ارائه شده است. نتایج نشان می‌دهند که لایه‌بندی حرارتی در مخزن اکباتان دارای دوره‌های تغییر لایه‌بندی حرارتی است و در فصل تابستان کامل می‌شود، درحالی‌که در فصل‌های پاییز و اوایل زمستان اختلاط کامل رخ می‌دهد. این تغییرات هم‌چنین تأثیری بر لایه‌بندی DO در مخزن دارند. با افزایش 68 درصدی دما، غلظت DO حدود 5/37 درصد کاهش می‌یابد و با کاهش دما، غلظت DO به همین نسبت افزایش می‌یابد. علاوه‌بر این، نتایج پژوهش نشان می‌دهند که تغییرات دمای هوا تأثیر قابل‌توجهی بر غلظت DO در مخزن دارد. تغییر دما منجر به کاهش چگالی آب و کاهش حلالیت اکسیژن در آب می‌شود، که به‌نوبه خود منجر به کاهش غلظت DO در آب مخزن گردیده و این مسأله به‌طور گسترده‌ای در مطالعات محیط زیست و مدیریت منابع آب موردتوجه قرار دارد.
کلیدواژه‌ها
اکسیژن محلول؛ لایه‌بندی حرارتی؛ مخزن سد؛ مدل CE-QUAL-W2
عنوان مقاله [English]
Modeling of Dissolved Oxygen in Ekbatan Reservoir Using CE-QUAL-W2 Model
نویسندگان [English]
Seyedeh Zahra Hassani؛ Parisa-Sadat Ashofteh
Department of Civil Engineering, University of Qom, Qom, Iran.
چکیده [English]
This research, using the CE-QUAL-W2 hydrodynamic model, investigates and simulates the dissolved oxygen (DO) parameter in the Ekbatan dam reservoir under the influence of thermal stratification and temperature changes. Ekbatan Reservoir plays an important role in providing drinking and agriculture water in Hamedan city, so checking its water quality seems essential. The results show that the CE-QUAL-W2 model simulates well the temperature changes of the reservoir by considering the volume and geometry of the reservoir and meteorological parameters. Due to the fact that dissolved oxygen is affected by thermal stratification, the relationship between these two parameters has been investigated and the possibility of evaluating water quality through thermal stratification of the reservoir has been presented. The results show that thermal stratification in Ekbatan reservoir has periods of thermal stratification change and is complete in summer, while complete mixing occurs in autumn and early winter. These changes also affect the DO stratification in the reservoir. With a 68 percent increase in temperature, the DO concentration decreases by about 37.5 percent, and with a decrease in temperature, the DO concentration increases in the same proportion. In addition, the research results show that changes in air temperature have a significant effect on the concentration of DO in the reservoir. The change in temperature leads to a decrease in the density of water and a decrease in the solubility of oxygen in water, which in turn leads to a decrease in the concentration of DO in the reservoir water, and this issue is widely considered in environmental studies and water resources management.
کلیدواژه‌ها [English]
CE-QUAL-W2 model, Dam reservoir, Dissolved oxygen, Thermal stratification
مراجع
  1. Afshar, A., Kazemi, H., & Saadatpour, M. (2011). Particle swarm optimization for automatic calibration of large scale water quality model (CE-QUAL-W2): Application to Karkheh Reservoir, Iran. Water Resources Management, 25, 2613-2632.
  2. Berger, C., & Wells, S. (2014). Updating the CEMA Oil Sands Pit Lake Model. Report to Cumulative Environmental Management Association, Alberta, Canada.
  3. Cole, T. M., & Wells, S. A. )2015). CE-QUAL-W2: A two-dimensional, laterally averaged, Hydrodynamic and Water Quality Model, Version 3.71, Department of Civil and Environmental Engineering, Portland State University, Portland, OR.
  4. de Oliveira, T. F., de Sousa Brandao, I. L., Mannaerts, Ch. M., Hauser-Davis, R. A., de Ferreira Oliveira, A. A., Fonseca Saraiva, A. C., de Oliveira, M. A., & Ishihara, J. H. (2020). Using hydrodynamic and water quality variables to assess eutrophication in a tropical hydroelectric reservoir. Journal of Environmental Management, 256, 109932, DOI: 10.1016/j. jenvman.2019.109932
  5. Duka, M. A., Shintani, T., & Yokoyama, K. (2021). “Thermal stratification responses of a monomictic reservoir under different seasons and operation schemes”, Science of The Total Environment, 767, 144423, DOI: 1016/j.scitotenv.2020.144423.
  6. Ebrahimi, M., Jabbari, E., & Abbasi, H. (2015). Simulation of thermal stratification and salinity in dam reservoir using CE-QUAL-W2 software (Case study: Baft Dam). Journal of Civil Engineering and Urbanism, 5 (1), 07-11.
  7. Khonok, A., Tabrizi, M. S., Babazadeh, H., Saremi, A., & Ghaleni, M. M. (2021). Sensitivity analysis of water quality parameters related to flow changes in regulated rivers. International Journal of Environmental Science and Technology, 1-14.
  8. Nazariha, M., Danaei, E., Hashemi, S. H., & Doustdar, A. H. I. (2009). Prediction of thermal stratification in proposed Bakhtyari Reservoir with CE-QUAL-W2. World Environmental and Water Resources Congress: Great Rivers, May 17-21, Kansas City, Missouri, United States.
  9. Rahimi-Movaghar, M., Mirbagheri, S. A., & Kerachian, R. (2019). Total dissolved solid and dissolved oxygen modeling, thermocline calculation and applying reservoir salinity reduction scenarios in Shahid Rajaee reservoir using CE-QUAL-W2. Water Supply, 19 (2), 424-433. ‏
  10. Ramos-Fuertes, A., Palau, A., & Dolz, J. (2018). Application of a two-dimensional water quality model (CE-QUAL-W2) to the thermal impact assessment of a pumped-storage hydropower plant project in a mountainous reservoir (Matalavilla, Sil River, Spain). Advances in Hydroinformatics: SimHydro 2017-Choosing The Right Model in Applied Hydraulics.
  11. Rezaei Barandagh, H., Salmasi, F., & Sahebi, F. (2018). “Water quality and temperature stratification of Zanjan Taham Dam with CE-QUAL-W2 software”, Iranian J. of Water and Soil Conservation, 25(1), 127-146. (In Persian).
  12. Sabeti, R., Jamali, S., and Jamali, H. H. (2017). Simulation of thermal stratification and salinity using the Ce-Qual-W2 model (case study: mamloo dam). Engineering, Technology & Applied Science Research, 7 (3), 1664-1669.
  13. Salehi, M., Khani Temeliyeh, Z., Parchami, N., & Ahmadpour, Z. (2019). Numerical modeling of thermal stratification and water quality in reservoir by CE-QUAL-W2 model. Journal of Water and Soil Conservation, 26 (4), 53-73. (In Persian).
  14. Shabani, A., Zhang, X., & Ell, M. (2017). Modeling water quantity and sulfate concentrations in the Devils Lake watershed using coupled SWAT and CE‐QUAL‐W2. Journal of the American Water Resources Association, 53 (4), 748-760.
  15. Sun, W., Niu, X., Teng, H., Ma, Y., Ma, L., & Liu, Y. (2022). A 133-year record of eutrophication in the Chaihe Reservoir. Southwest China. Ecological Indicators, 134, 108469, DOI: 10.1016/j.ecolind.2021.108469.
  16. Talakesh, Sh., Fatahi Nafechi, R., Samadi Boroujeni, H., Mirabbasi Najafabadi, R., & Khajepour, I. (2019). Investigation on Stratification of Temperature and Dissolved Oxygen in a Large Dam Reservoir (Case study: Karun 3 Dam). Iranian Water Research Journal, 13 (1), 49-57 (In Persian).
  17. Tavera-Quiroz, H., Rosso-Pinto, M., Hernández, G., Pinto, S., & Canales, F. A. (2023). Water quality analysis of a tropical reservoir based on temperature and dissolved oxygen modeling by CE-QUAL-W2. Water, 15(6), 1013.
  18. Torres, E., Galván, L., Cánovas, C. R., Soria-Píriz, S., Arbat-Bofill, M., Nardi, A., Papaspyrou, S., & Ayora, C. (2016). Oxycline formation induced by Fe (II) oxidation in a water reservoir affected by acid mine drainage modeled using a 2D hydrodynamic and water quality model-CE-QUAL-W2. Science of the Total Environment, 562, 1-12.
  19. Wells, S. A. (2021). CE-QUAL-W2: A two-dimensional, laterally averaged, hydrodynamic and water quality model, version 4.2.2, user manual part 2, hydrodynamic and water quality model theory. Department of Civil and Environmental Engineering, Portland State University, Portland, OR.
  20. Yigzaw, W., Li, H.-Y., Fang, X., Leung, L. R., Voisin, N., Hejazi, M. I., & Demissie, Y. (2019). A multilayer reservoir thermal stratification module for earth system models. Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 11 (10), 3265-3283.
  21. Zhang, Y., Gao, X., Sun, B., Liu, Ch., Li, B., & Liu, X. (2022). Tracking thermal structure evolution: An objective practice in a stratified reservoir based on high-frequency measurements. Journal of Hydrology: Regional Studies, 39, 100989, DOI: 10.1016/j.ejrh.2022.100989.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 246
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 180


سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب