معرفی معادلات اساسی مدل Qual2kw و راهنمای کاربردی مدل

فصلنامه آب و توسعه پایدار

مقاله 6، دوره 2، شماره 2 - شماره پیاپی 5، اسفند 1394، صفحه 35-42   

نوع مقاله: مقاله علمی- ترویجی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jwsd.v2i2.47011

نویسندگان

هاجر طاهری^* ؛ خدیجه براتی؛ محمد شایان نژاد

دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

فعالیت‏ های انسانی در زمینه‏ های کشاورزی، شهری و صنعت مقدار قابل توجهی از مواد مغذی و مواد آلی را تولید می‏کند که این مواد در صورت رسیدن به رودخانه‏ ها، سبب آلودگی آن‏ها می‏ شوند. مدل ‏های کامپیوتری مانند مدل Qual2kw به طور گسترده برای مدیریت کیفیت آب رودخانه‏ ها مورد استفاده قرار می‏ گیرند. این مدل که رودخانه را بصورت یک بعدی، همراه با جریان دائمی غیر یکنواخت شبیه ‏سازی می‏کند، توسط اداره حفاظت محیط زیست ایالات متحده مورد بهره ‏برداری قرار گرفت و توسعه یافته مدل Qual2e است. مدل‏ های کیفیت آب یک چارچوب عملی توسط شبیه ‏سازی فرآیندهای مهم فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی را فراهم می‏ کنند. مدل Qual2kw قادر به شبیه‏ سازی تعدادی از پارامترها از جمله دما، pH، تقاضای بیوشیمیایی کربن، مقدار اکسیژن مورد نیاز رسوبات، اکسیژن محلول، نیتروژن آلی، نیتروژن، آمونیاک، نیتریت و نیترات، فسفر آلی، فسفر غیر آلی، ازت کل، فسفر کل، فیتوپلانکتون ها و جلبک کف می‏ باشد. معادله اصلی که مدل مذکور، به حل آن می‏پردازد، معادله جابجایی/پخش یک بعدی است که برای شبیه‏ سازی تمام پارامترها به غیر از جلبک کف مورد استفاده قرار می ‏گیرد. کارایی این مدل در تحقیقات مختلف اثبات شده است. در این مقاله، با استناد به راهنمای مدل، معادلات بکار گرفته شده در مدل برای انجام محاسبات، شرح داده شده است. همچنین راهنمای کاربردی برای کاربرانی که قصد استفاده از این مدل را دارند، ارائه گردیده است.

کلیدواژه‌ها

مدل Qual2kw؛ کیفیت آب رودخانه؛ شبیه ‏سازی؛ معادلات اساسی؛ راهنمای کاربردی

مراجع

Bagherian Marzouni M., Akhoundalib A.M., Moazed H., Jaafarzadeh N., Ahadian J. and Hasoonizadeh H. 2014. Evaluation of Karun river water quality scenarios using simulation model results. International journal of Advanced Biological and Biomedical Research, 2(2): 339-358.

Chapra S., Pelletier G. and Tao H. 2006. A Modeling framework for simulating river and stream water quality, Version 2.04: Documentation and users manual. Civil and Environmental Engineering Dept., Tufts University, Medford, MA.

Chapra S.C. and Canale R.P. 1998. Numerical methods for engineers. McGraw-Hill, New York.

Carroll J. V., Oeal S. and Golding S. 2006. Wenatchee River basin dissolved oxygen, pH, and phosphorus total maximum daily load study, Washington State Department of Ecology.

Kannel P.R., Lee S., Kanel S.R., Lee Y.S. and Ahn K.H. 2007. Application of QUAL2Kw for water quality modeling and dissolved oxygen control in the river Bagmati. Environmental monitoring and assessment, 125(1-3): 201-217.

Gupta R.C., Gupta A.K. and Shrivastava R.K. 2013. Water quality modeling of a stretch of river Kshipra (India). Nature Environment and Pollution Technology, 12(3): 511-516.

Pelletier G. and Chapra S. 2006. A modeling framework for simulating river and stream water quality. Environ-mental Assessment Program, Olympia, Washington: p. 98504-7710.

Pelletier G. and Bilhimer D. 2004. Stillaguamish river watershed temperature total maximum daily load study, Washington State Department of Ecology.

Mehrasbi M.R., and Farahmand Kia Z. 2015. Water quality modeling and evaluation of nutrient control strategies using qual2k in the small sivers, J. Hum. Environ. Health Promot. 1(1): 1-11.

Nakhaei N., and Shahidi A.E. 2010. Water quality discharge impact modeling with QUAL2K, Case Study: the Zayandeh-rood River. Proc. Intl. Environ. Model. Soft. Soc. 2(2): 339-358.

Syafi M., and A. Masduqi. 2011. Aplikasi model simulasi komputer qual2kw pada studi pemodelan kualitas air kali surabaya. Tugas Akhir, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.

Vasudevan M., Nambi I.M. and Suresh Kumar G. 2011. Application of QUAL2K for assessing waste loading scenario in river Yamuna. International journal of advanced technology and Engineering, 2(2): 336-344.