شماره ركورد
24835
شماره راهنما
CIV2 230
عنوان
تخصيص بار آلودگي با مدلسازي كمي و كيفي (مطالعه موردي: رودخانه قرهسو)
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي عمران - مهندسي محيط زيست
دانشكده
مهندسي عمران و حمل و نقل
تاريخ دفاع
خرداد ماه 1404
صفحه شمار
77 ص.
استاد راهنما
حامد يزديان
استاد مشاور
شروين جمشيدي
كليدواژه فارسي
مدلسازي كمي-كيفي , Qual2k , رودخانه قرهسو , تخصيص بار آلودگي , مديريت كيفيت آب
چكيده فارسي
چكيده
آب يك منبع اساسي در توسعه اقتصادي- اجتماعي و حفظ حيات اكوسيستم است كه تصفيه آن دشوار، انتقال آن پرهزينه و جايگزين كردن آن غير ممكن است. رودخانهها يكي از منابع مهم تامين آب شيرين براي استفاده در امور كشاورزي، شرب و صنعت بهشمار ميروند و از طرفي، محيط پذيرنده انواع آلودگيهاي تخليه شده از اين فعاليتها نيز هستند. در اين تحقيق، چگونگي تخصيص بار آلودگي بين منابع آلاينده نقطهاي و غيرنقطهاي يك رودخانه با استفاده از ابزار مدلسازي كمي و كيفي مورد بررسي قرار گرفته است. محدوده مورد مطالعه رودخانه قرهسو، حد فاصل روستاي شاهرضا تا پاييندست شهر كرمانشاه، (ايستگاه پل كهنه)، ميباشد كه طول آن به 80 كيلومتر ميرسد. براي اين منظور، با استفاده از دادههاي هيدرومتري و نتايج آناليز فيزيكي-شيميايي آب رودخانه در 5 ايستگاه نمونهبرداري كيفي و همچنين، براساس برآوردهاي انجام شده در تخمين ميزان بار آلودگي تخليه شده از فاضلاب شهري و صنعتي و زهاب كشاورزي، وضعيت كيفي رودخانه با استفاده از مدل Qual2k شبيهسازي و با داده¬هاي سال 1400 واسنجي شد. براي شبيهسازي، رودخانه ابتدا به 20 بازه هيدروليكي تقسيم شد و از روش رانگ-كوتا با بازه زماني 7/0دقيقه براي محاسبات عددي استفاده شد. عدد تابع سازگاري بر اين اساس 47/3 تعيين شد كه معادل 28% خطا در مدلسازي كمي-كيفي رودخانه است. نتايج مدلسازي نشان داد كه ضريب هوادهي رودخانه بين 425/0 و 22/0 در واحد روز متغيير است، و بر اين اساس، بازههاي بحراني رودخانه از نظر ميزان خودپالايي نسبت به پارامترهاي BOD، COD، نيترات و فسفات تعيين گرديد. بهعلاوه نتايج نشان داد در شرايط فعلي، غلظت اكسيژن محلول در رودخانه كمتر از 5 ميليگرم بر ليتر است، شاخص كيفيت آب (WQI) رودخانه نسبتا بد تا خيلي بد بوده و بيشترين ميزان تجمع آلودگي در 10 كيلومتر پاييندست محدوده مورد مطالعه (نزديك شهر كرمانشاه) ميباشد. ارزيابي تخصيص بار آلودگي نشان داد با كاهش 99% بار آلودگي منتشر شده از منابع آلاينده نقطهاي به همراه 50% كاهش بار آلودگي تخليه شده از منابع آلاينده غيرنقطهاي ميتواند شرايط حداقل مطلوبي را براي كيفيت رودخانه همراه آورد كه در اين سناريو پيشبيني ميشود غلظت اكسيژن محلول به بيش از 7 ميليگرم بر ليتر برسد. و شاخص كيفيت آب به حالت نسبتا خوب بهبود يابد. همچنين، نتايج آناليز حساسيت نشان داد كه اكسيژن محلول بيشتر تابعي از دبي بالادست رودخانه به نسبت ميزان ضريب هوادهي برآورد شده ناشي از تلاطم جريان است. لذا، تامين جريان حداقل زيستمحيطي به همراه تصفيه و بازچرخاني فاضلاب شهري و صنعتي (99% كاهش بار آلودگي BOD) و كنترل انتشار آلودگي از مزارع زراعي (كاهش مصرف كود يا كنترل زهابها) براي رسيدن به شرايط مطلوب مديريت كيفي رودخانه لازم است.
كليدواژه لاتين
Quantitative-Qualitative Modeling , Qual2k , Qarasu River , Water Quality Management , Pollution Load Allocation,
عنوان لاتين
Pollution Load Allocation Using Quantitative and Qualitative Modeling (Case Study: Gharasu River)
گروه آموزشي
مهندسي عمران
چكيده لاتين
Abstract
Water is a fundamental resource for socio-economic development and the sustenance of ecosystems. Its treatment is difficult, transmission is costly, and replacement is impossible. Rivers are among the most important sources of freshwater for agricultural, domestic, and industrial use. At the same time, they serve as recipients for various pollutants discharged from these activities. This study investigates the allocation of pollution loads among point and non-point sources in a river using quantitative and qualitative modeling tools. The study area is a section of the Qarasu River, extending from Shahreza village to downstream of Kermanshah city (Pol-e-Kohneh station), with a total length of approximately 80 kilometers. For this purpose, using hydrometric data and results from physical-chemical analyses of river water at five sampling stations, along with estimates of pollution loads from municipal and industrial wastewater and agricultural runoff, the river’s water quality was simulated using the Qual2Kw model and calibrated with 2021 data (1400 in the Iranian calendar). For the simulation, the river was divided into 20 hydraulic reaches, and the Runge-Kutta method with a time step of 0/7 minutes was used for numerical calculations. Based on this, the fitness function value was determined to be 3/47, indicating a 28% error in the river’s qualitative-quantitative modeling. The modeling results showed that the river’s reaeration coefficient varies between 0/22 and 0/425 per day, and critical reaches in terms of self-purification capacity were identified for BOD, COD, nitrate, and phosphate. Moreover, under current conditions, the dissolved oxygen (DO) concentration is below 5 mg/L, the Water Quality Index (WQI) of the river ranges from relatively poor to very poor, and the highest accumulation of pollutants is observed in the 10kilometer downstream section near Kermanshah city. The pollution load allocation assessment indicated that a 99% reduction in pollution loads from point sources, along with a 50% reduction from non-point sources, could bring the river’s quality to a minimally acceptable condition. In this scenario, the DO concentration is expected to exceed 7 mg/L, and the water quality index would improve to a relatively good level. Sensitivity analysis further revealed that DO concentration is more strongly influenced by upstream river discharge than by the estimated reaeration coefficient resulting from flow turbulence. Therefore, ensuring minimum environmental flow, along with treatment and recycling of urban and industrial wastewater (achieving a 99% reduction in BOD pollution load), and controlling pollutant emissions from agricultural lands (through reduced fertilizer use or runoff management), is essential for achieving optimal river water quality management.
تعداد فصل ها
5
فهرست مطالب pdf
138769
نويسنده