water quality

مدل ­های کیفیت آب

آب یکی از اصلی ترین عناصر محیطی است که وجود حیات بر روی زمین را تعیین می کند، آب و هوا را تحت تأثیر قرار داده و توسعه تمدن را محدود می کند. مدیریت منابع آب از نظر مقادیر کمی و کیفی، نیاز به نظارت مداوم دارد. ارزیابی مناسب از میزان آلودگی آب، پایه و اساس برای حفاظت و بهره برداری منطقی از منابع آب است. کیفیت اب علاوه بر اینکه تحت تأثیر فعالیت اقتصادی انسان است، به پدیده های طبیعی نیز بستگی دارد. مدل های کیفیت آب می توانند ابزاری مؤثر برای شبیه سازی و پیش بینی انتقال آلاینده ها در محیط آب باشند.

 

طبقه ­بندی مدل­ های کیفیت آب

مدل های کیفیت آب معمولاً بر اساس پیچیدگی مدل، نوع آب دریافتی و پارامترهای کیفیت آب (اکسیژن محلول، مواد مغذی و غیره) طبقه بندی می شوند که مدل می تواند پیش بینی کند. مدل ­هـاي كيفيت آب را می­توان از جنبه­ های مختلف طبقه ­بندي كرد كه اين طبقه­ بنـدي بـه­ صـورت زيـر مي­ باشد.

  1.  طبقه ­بندي بر اساس پيكره آبي (water body) مي­ باشد. بعضي از مدل­ ها مخصوص رودخانه­ ها مي­ باشند و  بعضي ديگر از جامعيت بيشتري برخوردار هستند و مي ­توان آنهـا را بـراي تمامي یا بعضی از منابع آب موجود بکار برد.
  2. طبقه ­بندي مدل­ ها براساس در نظرگيري عامل زمان و اینکه ایا مدل توانایی نمایش خروجی­ های ديناميكی را دارد یا نه.
  3. طبقه­ بندی مدل ­ها بر اساس هندسه (يك بعدي، دوبعدي و سه بعدي)

 

  • مدل ­هاي يك بعدي

اين مدل ­ها هم بصورت يك بعدي طولي و هم يك بعدي عمقي مي­ باشند. در مدل ­هـاي يـك بعـدي طولي، جريان غالب در راستای طولی رودخانه است.

  • مدل­ هاي دو بعدي

اين مدل­ ها هم بصورت عمقی و هم افقی مي­ باشند. اگر فرض اینکه عرض ناچیز باشد، درست باشد از مدل­ های دوبعدی عمقی استفاده می­ شود. در صورتی که عمق آب کم باشد، می­ توان از مدل­ های دوبعدی افقی استفاده کرد.

  • مدل ­های سه بعدی

مدل های سه بعدی به منظور شبیه سازی تغییرات کیفیت آب در دریاچه ها ، سدها و رودخانه های استفاده می شود. و به داده ­های فراوانی نیاز دارند.

 

مقایسه نرم ­افزارهای کیفیت اب

کیفیت آب

معرفي مدل­ هاي شبيه ­سازي كيفي رودخانه

مدل QUAL2Kw    

این مدل قابلیت شبیه ­سازی رودخانه را به ­صورت يك بعدي همراه بـا جريـان دائمـي دارد. در این مدل اثر بارگذاري هم به­ صورت نقطه­ اي و هم غيرنقطه­ اي را می ­توان در نظر گرفت. در مدل QUAL2Kw برای محاسبه غلظت پارامترهای کیفی (بغیر از PH و EC) از معادله یک­ بعدی جابجایی-انتشار (Advection-dispersion) استفاده می شود. مدل QUAL2Kw هم­ اكنون به منظور شبيه ­سازي كيفيت آب رودخانه­ ها مـورد استفاده قرار مي­ گيرد و قادر است پارامترهای كيفي زیادی مانند EC, DO, BOD, COD, PH، دما و… را در رودخانه ­ها شبيه ­سازي كند. در مدل Q2Kw مسير رودخانه به تعدادي بازه تقـسيم مـي شود. بازه ­ها قطعاتي از رودخانـه هستند كه مشخصات هيدروليكي ثابتي دارند مانند: شيب كف، زبري مانينـگ و …. و از بالادست جريان اصلي رودخانه شماره­ گذاري مي ­شـوند.

 

مدل CE-QUAL-W2

مدل CE-QUAL-W2 یک مدل دو بعدی (افقی و عمودی) کیفیت آب است که می تواند پیکره های ابی مانند رودخانه های عمیق، مخزن و دریاچه و خورها را مدل کند. این مدل بر اساس حل معادلات غیردائمی (Unsteady)  کار می کند و  می توان در ان تغییرات سطح اب، سرعت اب و… را به صورت دینامیکی مشاهده کرد. در این مدل می ­توان  پارامترهاي كيفي مدنظر را  در فرآيندهاي شيبه ­سازي منظور نمود و يا آنهـا را از فرآينـدهاي شبيه­ سازي حذف کرد. این مدل قابلیت شبیه ­سازی پارامترهایی مانند دمـا،DO, PH، فـسفر، نیتروژن و سـاير پارامترهاي كيفي را دارد.

 

مدل WASP

مدل  (Water Quality Analysis Simulation Program (WASP امكـان شبيه­سازي كيفي یک­بعدی، دوبعدي و سه­بعدي منـابع آب مانند رودخانه و مخازن را دارا است. WASP یکی از پرکاربردترین مدلهای کیفیت آب در سراسر جهان است. این مدل توسط EPA ((United States Environmental Protection  برای فرآیندهای کیفیت آب سطحی تهیه شده است. اين مدل قابليت شبيه­سازي پارامترهای كيفي مانند دما، اكسيژن­محلول، چرخه نيتروژن، چرخه فسفر، فلزات سنگين و .. را دارا مي­ باشد.

 

مدل EFDC

  (Environmental Fluid Dynamics Code (EFDC یک مدل پیشرفته هیدرودینامیکی است که می تواند برای شبیه سازی سیستم های آبی مانند رودخانه، دریاچه، مخازن، تالاب و ..  بصورت یک بعدی، دو بعدی و سه بعدی استفاده شود. این مدل طی دو دهه گذشته تکامل یافته و به یکی از مدل های هیدرودینامیکی پرکاربرد در جهان تبدیل شده است. پارامترهایی مانند فسفر، نیتروژن، DO, COD، دما و… توسط مدل شبیه ­سازی می شود

آموزش جامع نرم افزار QUAL2Kw بصورت آنلاین و ویدئویی

2 دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. فیلدهای مورد نیاز با * مشخص شده است

نوشتن دیدگاه