بررسی امکان استفاده از مدل های ریاضی ساده برای پیش بینی کیفیت آب مخازن در قیاس با نرم افزار ce-qual-w2

به طورکلی احداث سد با توجه به شرایط منطقه و مشخصات فیزیکی مخزن، باعث ایجاد تغییر در کیفیت آب مخزن و رودخانه پائین دست آن می شود. با استفاده از مدل های عددی می توان هم در مطالعات اولیه قبل از ساخت سد و هم در دوران بهره برداری از سد، کیفیت آب را بررسی کرد و کیفیت آب مصرفی را بسته به نوع مصرف پیش بینی نمود. اما لازم به ذکر است، مدل های کیفیت آب که مجموعه ای از روابط ریاضی پیچیده هستند، میتوانند محدودیت هایی را برای کارشناسان به وجود آورند؛ ازجمله تعداد زیاد داده های موردنیاز، زمان زیاد اجرا، به ویژه زمانی که استفاده از سری های درازمدت مدنظر باشد. لذا با دست یابی به یک رابطه ساده ریاضی که غلظت جامدات محلول (tds) را با میزان خطای منطقی به ما ارائه دهد، می توان به راحتی و با صرف حداقل زمان، مقدار این پارامتر کیفی را مرتباً محاسبه و گزارش نمود. این موضوع به ویژه در مقیاس مطالعات حوضه ای و بررسی اثر توأم چندین سد در حوضه حائز اهمیت است. در صورت یافتن چنین روابط ریاضی امکان برنامه ریزی توأم کمی و کیفی در سطح یک حوضه ایجاد می گردد که موضوعی بسیار بااهمیت و باارزش به شمار می آید. به منظور دست یابی به رابطه غلظت جامدات محلول (tds) در مخازن سدها باید فرضیات ساده کننده و درعین حال واقع بینانه در نظر گرفته شود. فاکتورهای موثر مانند جریان ورودی و خروجی مداوم و واژگونی لایه بندی و نظیر آن ها موجب به هم زدن و اختلاط در سد می شود. از میان انواع مختلف راکتورهایی که برای مدل کردن رودخانه ها و مخازن استفاده می شوند، در تحقیق حاضر راکتور اختلاط کامل برای مدل سازی کیفی مخازن در نظر گرفته شد. برای کنترل میزان دقت رابطه مذکور، نتایج آن با خروجی حاصل از شبیه سازی دوبعدی مدل ce-qual-w2 مخزن سدهای در حال احداث شهریار و میمه مقایسه می شود. با اعمال مدل اختلاط کامل، tds خروجی از محل دریچه سد شهریار برای داده های ماهانه اندازه گیری شد و دقت و صحت نتایج آن با خروجی ce-qual-w2 مقایسه شد. نتایج این قیاس حاکی از دقت مناسب نتایج می باشد؛ به طوری که میانگین خطا در حالت بدون رسوب برابر 0/65% و در حالت با رسوب برابر 0/26% می باشد. همچنین با انجام آزمون فرضیه آماری در نرم افزار minitab 17، به دو روش آزمون مقایسه زوج ها و مقایسه میانگین دو مجموعه مستقل در دو حالت بدون رسوب و با رسوب دریافته شد که با سطح اطمینان 95% اختلافی بین خروجی مدل اختلاط کامل و خروجی ce-qual-w2 وجود ندارد. همچنین با اعمال مدل اختلاط کامل، tds خروجی از محل دریچه سد میمه برای داده های ماهانه و روزانه اندازه گیری شد و دقت و صحت نتایج آن با خروجی ce-qual-w2 مقایسه شد. نتایج این قیاس میانگین خطا 5/3% را در این حالت نشان می دهد، ولی با انجام آزمون فرضیه آماری در نرم افزارminitab 17، به دو روش آزمون مقایسه زوج ها و مقایسه میانگین دو مجموعه مستقل برای داده های روزانه دریافته شد که با سطح اطمینان 95% بین خروجی مدل اختلاط کامل و خروجی ce-qual-w2 در این مخزن اختلاف معنی داری وجود دارد. علت این موضوع را در نوسانات شدید دبی و غلظت tds ورودی به مخزن می توان دانست.