رودخانه ها یکی از مهم ترین منابع آب در دسترس می باشند که با توجه به ورود انواع آلاینده ها، نگرانی های زیادی در مورد حفاظت کیفی آنها وجود دارد. مدل سازی و ارزیابی عوامل مؤثر از اولین گام های مدیریت کیفی آب رودخانه ها می باشد. هدف مقاله حاضر ارزیابی میزان تغییرات اکسیژن محلول رودخانه سفیدرود در اثر تغییر پارامترهای مؤثر بر آن می باشد. برای دستیابی به هدف مذکور، پس از واسنجی و صحت سنجی نتایج شبیه سازی پارامترهای کیفیت آب سفیدرود با استفاده از مدل QUAL2Kw، آنالیز حساسیت این مدل با استفاده از نرم افزار YASAIw انجام شد. داده های مورد استفاده شامل داده های هیدرولیکی، عمق، سرعت، دبی و همچنین کیفیت و آلاینده های ورودی به رودخانه در بازه ای 110 کیلومتری پایین دست سد سفیدرود تا دریا طی آذر 1386، تیر، مهر و آبان 1387، بهمن 1389، فروردین، خرداد و مرداد 1390 در 12 ایستگاه نمونه برداری می باشد. نتایج نشان داد که کمترین مقادیر مجذور میانگین مربعات خطای نرمال شده در مراحل واسنجی و صحت سنجی مدل برای پارامتر pH به ترتیب برابر 06/0 و 04/0، و بیشترین آن برای پارامتر فسفر کل به ترتیب برابر 08/1 و 96/0 می باشد. نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که اکسیژن محلول در رودخانة سفیدرود بیشترین حساسیت را به ترتیب نسبت به ضریب هوادهی، عمق جریان و ضریب زوال اکسیژن خواهی بیوشیمیایی دارد.

در این مطالعه پارامترهای اکسیژن محلول، اکسیژن خواهی بیوشیمیایی و شیمیایی رودخانه عباس آباد همدان با استفاده از مدل QUAL2Kw در فصل های بهار (تر) و تابستان (خشک) بررسی گردید. پس از آنالیز حساسیت مدل، داده های اردیبهشت، خرداد و مردادماه سال های 1390 و 1391 برای واسنجی و داده های مشابه 1394 برای صحت­سنجی استفاده گردید. دقت مدل از طریق محاسبه شاخص های آماری ضریب تعیین، خطای استاندارد و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال بررسی شد. خطای استاندارد اکسیژن محلول، اکسیژن خواهی بیوشیمیایی و شیمیایی در مرحله واسنجی، به ترتیب در محدوده 038/0 تا 092/0، 058/0 تا 180/0 و 075/0 تا 156/0، در مرحله صحت سنجی به ترتیب در محدوده 007/0 تا 040/0، 225/0 تا 385/0، 166/0 تا 216/0 محاسبه شد. نتایج نشان داد روند تغییرات اکسیژن محلول در فصول تر و خشک تقریباً یکنواخت و خطی بوده که ناشی از شیب زیاد و هوادهی بالای رودخانه است. همچنین تغییرات اکسیژن خواهی بیوشیمیایی و شیمیایی نسبتاً مشابه و دارای روند افزایشی است.

مطالعات خودپالایی رودخانه ها، اطلاعات کمی مورد نیاز برای محاسبه ی بار آلودگی قابل تحمل در محیط طبیعی رودخانه را فراهم می آورد و همچنین به فهم کامل تر از فرایند های زیست محیطی منجر می شود. هدف اصلی پژوهش حاضر، مدل سازی کیفیت آب رودخانه ی دیواندره و کاهش آلودگی رودخانه از طریق تطابق بیشتر میزان ورود آلاینده ها در بازه های مختلف رودخانه با توان خودپالایی آن است. پژوهش حاضر به بررسی روند تغییرات خودپالایی رودخانه ی دیواندره برای پارامترهای اکسیژن محلول (DO)، اکسیژن خواهی بیولوژیکی (CBOD)، اکسیژن خواهی شیمیایی (COD)، اسیدیته (pH)، هدایت الکتریکی (EC)، دما و محاسبه ی درصد خودپالایی برای پارامتر های زوال پذیر BOD و COD پرداخته و به منظور پیش بینی چگونگی تغییرات آنها از مدل شبیه ساز کیفی QUAL2Kw استفاده شده است. به منظور ارزیابی و اعتباریابی نتایج مدل، از شاخص های آماری مربع تفاضلات (AME) و ریشه ی میانگین مربعات خطا (RMSE) استفاده شد. نتایج نشان می دهد به دلیل اﻓ ﺰ اﯾ ﺶ سکونتگاه های انسانی، ﺗ أﺛ ﯿ ﺮ ﻓ ﺎ ﺿ ﻼ ب ﻫ ﺎ ، رواناب های کشاورزی و همچنین ورود رودخانه های فرعی چم زرد و یول گشتی، وﺿ ﻌ ﯿ ﺖ زﯾ ﺴ ﺖ ﻣ ﺤ ﯿ ﻄ ﯽ رودﺧ ﺎ ﻧ ه ی دیواندره در بازه های انتهایی آن ﻧ ﮕ ﺮ ان ﮐ ﻨ ﻨ ﺪ ه اﺳ ﺖ و اقدامات کنترلی را ایجاب می کند. از میان دو پارامتر کیفی زوال پذیر بررسی شده، خودپالایی BOD به میزان 75 درصد بیشتر از COD است. همچنین، دقیق ترین شبیه سازی مربوط بهpH و در عین حال کمترین دقت شبیه سازی مختص به EC است.

زمینه و هدف: مدل سازی کیفیت آب رودخانه ها می تواند به عنوان یکی از مؤثرترین ابزارها در جهت مدیریت کیفیت آب رودخانه ها و کاهش تبعات مسایل محیط زیستی ناشی از ورود آلاینده ها به آن مورد استفاده قرار گیرد. هدف از مقاله حاضر استفاده از مدل معتبر QUAL2Kw. 5. 1 در راستای مدل سازی کیفیت آب در رودخانه شاهرود می باشد. روش بررسی: در مقاله حاضر ازمدل QUAL2Kw. 5. 1 برای مدل سازی هفت پارامتر کیفیت آب شامل اکسیژن محلول، اکسیژن خواهی بیوشیمیایی، قلیاییت، کل مواد جامد محلول، هدایت الکتریکی، فسفر کل و نیتروژن کل در چهار دوره زمانی در رودخانه شاهرود استفاده شده است. به منظور واسنجی مدل از داده های آبان 1386 و تیر 1387 و برای صحت سنجی مدل از داده های شهریور 1387 و مهر 1387 استفاده شده است. واسنجی خودکار ضرایب مدل با استفاده از الگوریتم ژنتیک موجود در مدل انجام شده است. به منظور مقایسه نتایج شبیه سازی شده مدل با داده های مشاهداتی از دو پارامتر آماری شامل ضریب تبیین و میانگین قدرمطلق خطا استفاده شده است. یافته ها: مهم ترین ضرایب واسنجی شده در مدل مربوط به مواد جامد معلق، اکسیژن خواهی بیوشیمیایی، نیتروژن و فسفر می باشد. مدل در شبیه سازی پارامترهای pH و هدایت هیدرولیکی با مقادیر میانگین قدرمطلق خطای 19/0 و 89/163 در مرحله صحت سنجی به ترتیب بیش ترین و کم ترین دقت را از خود نشان داد. به طور میانگین حداقل و حداکثر اکسیژن محلول اندازه گیری شده در رودخانه شاهرود در شهریور 1387 و مهر 1387 و به ترتیب برابر 93/6 و 99/9 میلی گرم بر لیتر اندازه گیری شده است. همچنین بیش ترین و کم ترین دقت مدل در شبیه سازی این پارامتر مربوط به تیر و مهر 1387 با میانگین قدرمطلق خطای برابر 86/0 و 29/1 می باشد. همچنین نتایج نشان داده که مدل سازی هیدرولیکی دقیق از تغییرات پارامترهای هیدرولیکی رودخانه و جریان در طول رودخانه تأثیر زیادی در مدل سازی کیفیت آب رودخانه دارد. بحث و نتیجه گیری: نتایج مقاله حاضر دقت مناسب مدل QUAL2Kw. 5. 1را در شبیه سازی پارامترهای کیفیت آب رودخانه شاهرود نشان می دهد. از طرف دیگر دقت شبیه سازی هر پارامتر با توجه به مقدار تغییرات آن در طول رودخانه متغیر می باشد. به نحوی که هر چه تغییرات یک پارامتر در طول رودخانه و در بازه های مختلف کم تر باشد، دقت مدل در شبیه سازی این پارامتر بیش تر خواهد بود.

هدف از پژوهش حاضر، ارزیابی توانایی مدل QUAL2Kw در شبیه­سازی پارامترهای کیفیت آب رودخانه قره­سو استان اردبیل است. نظر به اینکه رودخانه قره­سو تامین کننده اصلی آب سد مخزنی سبلان است که در آینده­ای نزدیک از آن به عنوان آب شرب شهرستان مشگین شهر استفاده خواهد شد، لذا پایش دقیق کیفی رودخانه مذکور برای تدوین سیاست­ها و برنامه­ریزی­های مدیریتی بسیار حائز اهمیت است. بازه­ای به طول 5/71 کیلومتر به عنوان مسیر مورد مطالعه انتخاب شد. برای مراحل واسنجی و صحت­سنجی مدل، اندازه­گیری­های میدانی در شش ایستگاه در 14 آبان 1400 و 1401 انجام گرفت. مقدار جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) برای پارامترهای دبی، هدایت الکتریکی، اکسیژن ­خواهی بیولوژیکی، نیترات،pH ، اکسیژن محلول، قلیائیت و دمای آب در مرحله واسنجی به­ترتیب 17/1، 8/505، 2/9، 22/0، 22/0، 35/0، 85/109 و 54/2 و در مرحله صحت­سنجی به­ترتیب 51/0، 88/212، 11/86، 79/10، 89/0، 11/5، 54/35 و 8/4 به­دست آمد. نتایج نشان داد روند تغییرات پارامترهای کیفی در طول مسیر مورد مطالعه به علت تخلیه پساب تصفیه خانه­­های فاضلاب شهرک صنعتی شماره 2 و شهر اردبیل، کشتارگاه طیور سامیان و کشتارگاه صنعتی اردبیل به رودخانه قره­سو با نوسانات شدید همراه بود. با این وجود، به دلیل توان بالای خودپالایی رودخانه، پارامترهای کیفی رودخانه در بازه­های پایین­دست مسیر مورد مطالعه به­طور قابل ملاحظه­ای بهبود یافت. همچنین دو سناریو با شرایط نزدیک به واقعیت تعریف گردید. نتایج سناریوها نشان داد که عملکرد مدل منطقی بوده و با افزایش دمای منابع آلاینده نقطه­ای، کیفیت آب رودخانه کاهش می­یابد.

هدف از پژوهش حاضر بررسی دقت نرم افزار QUAL2Kw در شبیه سازی پارامترهای کیفی رودخانه سفیدرود در پایین دست سد سفیدرود می باشد. به این منظور نمونه برداری و انجام مطالعات آزمایشگاهی برای 12 ایستگاه در بازه ای به طول 110 کیلومتر در دو فصل تابستان (مردادماه) و پاییز (آبان ماه) در سال 1398 انجام گرفته است. در این تحقیق نرم افزار QUAL2Kw 6 برای شبیه سازی هشت پارامتر اصلی کیفیت آب شامل دمای آب، pH، هدایت الکتریکی، کل مواد جامد، اکسیژن محلول، اکسیژن خواهی بیوشیمیایی، نیتروژن کل و فسفر کل، برای مردادماه و آبان ماه 1398 به ترتیب واسنجی و صحت سنجی شده است. نتایج نشان داد که بیش ترین و کم ترین دقت مدل با میانگین مقادیر NRMSE در دو مرحله برابر با 3/3 و 5/47 درصد به ترتیب برای پارامترهای pH و نیتروژن کل می باشد. بیش ترین مقادیر همبستگی بین مقادیر اندازه گیری شده و شبیه سازی شده برای پارامترهای کل مواد جامد و هدایت الکتریکی به ترتیب برابر 97/0 و 96/0 در مرحله واسنجی مدل به دست آمده است. نتایج مطالعه حاضر حاکی از توانایی مناسب مدل QUAL2Kw 6 به منظور شبیه سازی پارامترهای کیفیت آب رودخانه سفیدرود می باشد. نتایج مقاله حاضر حاکی از دقت مناسب مدل QUAL2Kw به منظور شبیه سازی پارامترهای کیفیت آب در رودخانه سفیدرود دارد که مطابق با نتایج آریایی نژاد و همکاران (1397) می باشد.

رودخانه دز به دلیل تامین آب بیش از 125 هزار هکتار از اراضی دشت دز و اراضی پایین دست این دشت تا محل بند قیر و تامین بخش قابل توجهی از نیاز زیست محیطی رودخانه کارون بسیار حائز اهمیت می باشد. هدف از این تحقیق بررسی روند کیفیت و آلودگی در طول رودخانه دز و ارزیابی اثرات تخلیه فاضلاب های شهری، کشاورزی و صنعتی بر روند آلودگی و کیفیت رودخانه دز، در 131 بازه بر اساس مدل QUAL2Kw می باشد. در مراحل واسنجی و صحت سنجی مدل مشخص شد، پارامترهای گسترده ای مانند خصوصیات هندسی جریان، شرایط هیدرولیکی رودخانه، میزان جریان آب، ضرایب هوادهی، نقاط ورودی آلاینده ها، نرخ نیتریفیکاسیون، اکسیژن خواهی و غیره در رودخانه در نتایج مدلسازی کیفی دخالت دارند. نتایج نشان داد مدل کیفیت آب QUAL2Kw در شبیه سازی پارامترهای کیفی و آلودگی در رودخانه دز از دقت بالایی برخوردار است. روند تغییرات پارامترهای کیفی و آلودگی در رودخانه دز نشان داد که این رودخانه از نظر آلایندگی BOD به دلیل تخلیه فاضلاب های شهری و صنعتی، از نظر آلایندگی EC به سبب تخلیه زهکش اراضی کشاورزی(عمدتاً طرح نیشکر) و از نظر آلایندگی N-NH4 به علت فاضلاب های شهری، صنعتی و زه آب اراضی کشاورزی در شرایط بحرانی قرار دارد. لذا پیشنهاد می شود تمامی فاضلاب شهر دزفول، پساب پرورش ماهی، مجتمع هفت تپه و کارخانه کاغذ سازی پارس تصفیه و سپس تخلیه گردند اما در خصوص زهکش های کشاورزی اقدامات اصلاحی مانند اصلاح در نوع سیستم های آّبیاری، کود های مصرفی، الگوی کشت منطقه و غیره در مبدا صورت گیرد.

ارزیابی مداوم آلودگی آب موضوعی مهم و حیاتی در مدیریت بهینه پهنه های آبی است. در این تحقیق به بررسی روند آلودگی نیترات در طول حدود 50 کیلومتری از رودخانه تجن، حد فاصل بین ایستگاه هیدرومتری ریگ چشمه در بالادست و ایستگاه کردخیل در پایین دست در طی سال 1397 پرداخته شد. برای تحقق این امر ابتدا شرایط هیدرولیکی حاکم بر جریان با استفاده از مدل HEC-RAS تعیین و وارد مدل QUAL2Kw شد. پس از واسنجی و صحت سنجی مدل، تغییرات زمانی- مکانی آلاینده نیترات در مسیر رودخانه بررسی گردید. نتایج نشان دهنده بیشتر بودن بار ورودی از منابع آلاینده غیرنقطه ای و در فصل کشت به رودخانه بود که سبب بیشتر شدن بار نیترات از حداکثر مجاز می گردد. روند افزایش غلظت نیترات در طول مسیر 50 کیلومتری در فصل غیرکشت حدود 19 درصد است و حال آنکه به دلیل مصرف بی رویه کود در فصل کشت این رقم با افزایش حدود 8/2 برابری به حدود 50 درصد می رسد. غلظت نیترات در فصل کشت، در بخش انتهایی و ادامه مسیر جریان به حدود 47 میلی گرم بر لیتر رسیده که نزدیک به میزان مجازmg/lit 50 برای کاربری شرب و بسیار بیشتر ازmg/lit 30 برای کاربری کشاورزی بوده که برداشت آب برای کاربری های مربوطه را با محدودیت مواجه می نماید. از طرفی مناطق پایین دست رودخانه که محل تخم ریزی ماهیان بوده با روند افزایش نیترات منجر به تغذیه گرایی و کاهش جمعیت آبزیان خواهد شد. لذا تعیین چارچوبی برای کاهش و کنترل بار نیترات، با تمرکز بر منابع آلاینده غیر نقطه ای در سیا ست های مدیریتی اکوسیستم آبی رودخانه تجن ضروری است.

رودخانه قره سو در مسیر جریان خود محل ورود و تخلیه فاضلاب های خانگی، پساب های صنعتی و زه آب های کشاورزی بسیاری است. با توجه به اینکه هر رودخانه تا حدود معینی ظرفیت پذیرش آلاینده های ورودی و خود پالایی آن ها را دارد، بنابراین امروزه آگاهی از روند تغییرات کیفیت و توان خودپالایی از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پژوهش ابتدا کارایی مدل QUAL2Kw در بررسی خود پالایی رودخانه قره سو در استان اردبیل در سال 94 در بازه آلادیزگه تا ارباب کندی به طول 6/90 کیلومتر مورد تحقیق قرار گرفت. بدین منظور ابتدا تغییرات پارامترهای NO3, BOD, DO, pH و دما برای دو ماه دی و تیر توسط مدل کالیبره شده QUAL2Kw شبیه سازی گردید، سپس با داده های مشاهداتی در ایستگاه های آلادیزگه، سامیان و انزاب ارباب کندی مقایسه شد. جهت مقایسه داده های مشاهداتی با داده های محاسباتی از ضریب همبستگی (R) و متوسط خطای مطلق (MAE) استفاده شده است. بهترین شبیه سازی مدل برای پارامتر pH بدست آمد و در رتبه های بعدی به ترتیب پارامتر DO, BOD, NO3 و دما قرار گرفتند. نتایج نشان دهنده خود پالایی کم پارامترها و عدم کارایی مناسب مدل QUAL2Kw بدون در نظر گرفتن منابع غیرنقطه ای در رودخانه قره سو بود. همچنین در ادامه کیفیت آب رودخانه قره سو با شاخص کیفیت آب NSFWQI در طی ماه های دی و اردیبهشت، سال 1394 در بازه ایستگاه های نیارق تا کنگرلو بر اساس نمونه های گرفته شده توسط سازمان حفاظت محیط زیست مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصله نشان داد که کیفیت آب رودخانه قره سو، در ماه دی در طبقه کیفی متوسط و در ماه اردیبهشت در طبقه کیفی خوب قرار می گیرد. ایستگاه کنگرلوبا شاخص 56 در دی ماه کمترین کیفیت آب را در طول رودخانه داشته است.