بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
بررسی توان خود پالایی رودخانه بشار
چکیده
توسعه روزافزون فعالیت های کشاورزی و صنعتی و افزایش قابل توجه حجم فاضلاب های شهری موجب آلودگی منابع آب، اخصوص رودخانه ها شده است. توانایی طبیعی رودخانه ها را در کاهش میزان آلودگی که به آنها وارد می شود خود پالایی گویند. در این پژوهش توان خود پالایی رودخانه بشار بدون ایجاد مشکلات زیست محیطی در بازه های مورد نظر، بررسی شد . با توجه به نتایج حداکثر توان خود پالایی در بازه های مورد بررسی، مربوط به بازه دوم در بهمن ماه و حداقل آن مربوط به بازه اول در آبان ماه می باشد.
واژههای کلیدی: یاسوج، رودخانه بشار، پساب های صنعتی، فاضلاب های شهری و خانگی، خودپالایی
مقدمه
رودخانه ها به عنوان یکی از منابع اساسی تامین آب برای مصارف گوناگون از جمله کشاورزی، شرب و صنعت مطرح می باشند . با توجه به اهمیت این مجاری و خشک سالی های سال های اخیر، حفظ این منابع یکی از وظایف مهم برنامه ریزان می باشد. از طرفی این منابع به عنوان محل تخلیه فاضلاب ها، پساب های کارخانه ها و زهکش های کشاورزی قرار گرفته اند . با توجه به اینکه هر رودخانه تا حد معینی ظرفیت پذیرش آلاینده های ورودی را دارا می باشد ، بنابراین امروزه بررسی کیفی و محیط زیست این منابع مطرح می باشد. چنانچه بتوان نقاطی از رودخانه را که از نظر پارامتر های کیفی آب پایینتر از حد استاندارد می باشد مشخص نمود، یافتن نقاط بحرانی و راهکار مناسب برای رفع آن آسانتر می شود . [5 ] بطور کلی به میزان آلودگی که بدون هیچ محدودیتی وارد رودخانه شود و رودخانه توانایی پذیرش و کاهش اثر آن را داشته باشد توان خود پالایی رودخانه می گویند . [7 ] در اثر افزایش انواع آلودگی ها و استفاده از رودخانه ها به عنوان محل تخلیه آنها و در نظر نگرفتن اثرات زی ست محیطی و عدم رعایت استانداردهای تخلیه ، توان خود پالایی رودخانه کاهش م ی یابد و کیفیت آب آنها به شدت تحت تاثیر قرار می گیرد . بنابراین باید ظرفیت پذیرش آلودگی رودخانه ها مشخص شود تا بیش از آن آلودگی به رودخانه وارد نشود و کیفیت آب برای بهره برداری بهینه در حد قابل قبولی قرار گیرد . میزان بارگذاری قابل تحمل برای رودخانه های مختلف تابع عوامل زمانی و مکانی مختلف مرتبط با نوع و شدت بارآلودگی ورودی و همچنین شرایط محیطی داخل رودخانه است . با توجه به تنوع و تعدد منابع آلوده کننده و متفاوت و متغیر بودن توان خودپالایی رودخانه ها از جنبه مکانی و زمانی، اجرای استانداردهای تخلیه پساب، برای جلوگیری از تخریب کیفیت آب رودخانه ها و حفظ و سلامت این اکوسیستم ها در کلیه نقاط و شرایط کافی نیست . از این رو، علاوه بر ضرورت اعمال استانداردهای تخلیه پساب برای کنترل آلاینده های نقطه ای و اجرای اقدامات مدیریتی، در سطح حوضه آبریز برای کنترل آلاینده های غیر نقطه ای، متناسب کردن میزان بارگذاری آلاینده با توان خود پالایی یک رودخانه با توجه به وضعیت اقلیمی و ویژگی های هیدرولوژیکی، هیدرولیکی و هندسی رودخانه و اهمیت نسبی فرایندهای فیزیکی و شیمیایی و بیولوژیکی دخیل برای حفظ سلامت اکوسیستم و کیفیت آب رودخانه بر اساس استانداردهای کیفیت آب امری ضروری است . در این زمینه پژوهش های زیادی انجام شده است که در ادامه به آنها اشاره می شود. حسینی و همکاران، 1385، حجمی از آلودگی را که رودخانه کرخه در سه بازه مورد بررسی قادر به تصفیه فیزیکی و شیمیایی آن می باشد مورد بررسی قرار دادن. در این تحقیق از اطلاعات چهار ایستگاه هیدرومتری به نام های جلوگیر، پای پل، عبدل الخان و حمیدیه واقع بر رودخانه کرخه در یک دوره 10 ساله استفاده گردید. نتایج نشان داد که قدرت خودپالایی رودخانه کرخه در طول سه بازه در نظر گرفته شده در تمام فصول سال از یک روند یکنواخت و تقریبا یکسانی پیروی می کند و در همه این بازه ها حداکثر توان خودپالایی در فروردین ماه و حداقل آن در مهرماه دیده می شود . [4 ] مهردادی و همکاران، 1389، ظرفیت خودپالایی رودخانه گرگانرود را مورد بررسی قرار دادند . برای این منظور ابتدا با توجه به عوامل تأثیرگذار بر انتخاب محل ایستگاه های پایش کیفی رودخانه، تعداد 23 ایستگاه پایش کیفی در طول رودخانه تعیین گردید. برآورد ظرفیت خودپالایی رودخانه با استفاده از روش پیشنهادی بولتون ، 1954، نیز برای بازه های مختلف رودخانه و در چهار فصل بهار، تابستان، پاییز و زمستان انجام گردید. با توجه به نتایج بیشترین میزان اکسیژن محلول در فصل تابستان مشاهده گرد دی . [6 ] آزری و بافکار،1386، توان خود پالایی رودخانه کرخه را بررسی کردند و نتایج آنها نشان دادکه بیشترین میزان خودپالایی در بازه های در نظر گرفته شده در فروردین ماه به علت پر آبی و کمترین میزان آن در مهر ماه به علت کم آبی می باشد . [ 1] حوضه آبریز بشار با وسعت 3600 کیلومتر مربع در استان کهگیلویه و بویر احمد واقع شده است و استان های چهار محال بختیاری از شمال، اصفهان از شرق و فارس از جنوب آن را در بر گرفته اند . موقعیت جغرافیایی آن در حد فاصل 30 درجه و 15 دقیقه تا 31 درجه و 15 دقیقه عرض شمالی و 51 درجه و 10 دقیقه تا 52 درجه طول شرقی می باشد حداکثر ارتفاع حوضه 4300 متر و حداقل ارتفاع آن نیز 1740 متر در خروجی حوضه می باشد . بارندگی حوضه به طور عمده متاثر از توده های مدیترانه ای است که از غرب وارد کشور می شوند و بیشترین رطوبت خود را در بلندی های مشرف به غرب رشته کوه زاگرس از دست می دهند. رودخانه بشار از سر شاخه های رود خانه کارون است . این رودخانه با پیوستن به رودخانه ماربر، رود خانه خرسان را تشکیل می دهد . پس از به هم پیوستن رودخانه خرسان به رودخانه بازفت، رودخانه کارون شکل می گیرد. رودخانه کارون آب رودخانه را نیز دریافت می کند و در نزدیک خلیج فارس به دو شاخه بهمن شیر و اروندرود تبدیل می شود و به خلیج فارس می ریزد.
رودخانه بشار نیز همانند دیگر رودخانه ها، در طول مسیر عبور خود از مناطق مختلف در معرض آلودگی های زیادی قرار دارد که از جمله آنها می توان به پساب های صنعتی، کشاورزی و شهری اشاره کرد. هدف از این تحقیق برآورد حجمی از آلودگی است که در بازه های مورد نظر می تواند وارد رودخانه بشار شود بدون اینکه مشکلات زیست محیطی ایجاد نماید و رود خانه توان خود پالایی آن را داشته باشد.
مواد و روشها
به منظور بررسی توان خود پالایی رودخانه بشار از 4 ایستگاه به نام های تنگ سرخ، قلات، بطاری (کبکیان ) و پاتاوه که به طور متوالی در طول مسیر به ترتیب از بالا دست به طرف پایین دست رودخانه قرار دارند استفاده شد. سپس فاصله 4 ایستگاه به 3 بازه تقسیم بندی شد که بازه اول در حد فاصل تنگ سرخ و قلات، بازه دوم در حد فاصل قلات و بطاری و بازه سوم در حد فاصل بطاری و پاتاوه قرار گرفته است. شکل (1) موقعیت ایستگاه های نمونه برداری در حوضه آبخیز رودخانه بشار را نشان می دهد. پارامتر های مورد نیاز جهت محاسبه توان خود پالایی در ایستگاه ها در یک دوره 12 ماهه ( ماه های پر آبی و ماه های کم آبی ) اندازه گیری شد و با استفاده از روابط ذکر شده توان خود پالایی محاسبه گردید.
شکل((1 حوضه آبخیز رودخانه بشار و موقعیت ایستگاه های نمونه برداری
اطلاعات مورد نیاز در هر بازه عبارتند از:
دبی، سطح مقطع، عمق متوسط، سرعت متوسط در هر بازه، طول بازه و درجه حرارت هر بازه که با روش میانگین گیری بین ابتدا و انتهای هر بازه بدست آمده اند.
توان خود پالایی رودخانه با استفاده از رابطه 1 قابل محاسبه می باشد . [8]
:CA ظرفیت پذیرش مواد زاید توسط رودخانه به ازای هر واحد کمبود در اکسیژن بر حسب تن در روز
:Q متوسط دبی جریان (m3/s)
:Lطول بازه رودخانه (m)
:K2 ضریب هوادهی رود خانه (1/day) که از رابطه 2 به دست می آید.
:V متوسط سرعت جریان آب (m/s)
در رابطه شماره 1، K2 (ضریب هوادهی)، عبارت است از تبادل گازی اکسیژن که هوا با آب دارد و از رابطه 2 به دست می آید.
که در این رابطه،
:DLT ضریب انتشار مولکولی اکسیژن در T درجه سلسیوس (m2/day) می باشد و از رابطه 3 به دست می آید . همچنین H عمق متوسط رودخانه (m) می باشد.
که در این رابطه:
:DL20 ضریب انتشار مولکولی اکسیژن در دمای 20 درجه سلسیوس (m2/day)، که مقدار آن برابر است با: 1.76 104 برای محاسبه ضریب هوادهی از رابطه 4 نیز می توان استفاده کرد که البته رابطه 2 دقت بالاتری دارد.
که در رابطه 4 ، V و H همان پارامترهای تعریف شده در فرمول 2 می باشند. در این پژوهش جهت محاسبه ضریب هوادهی از رابطه شماره 2 استفاده شده است.
