بخشی از مقاله
چکیده
توسعه و تقویت صنعت آبزيپروري آب سرد با افزایش اثرات زیستمحیطی همراه است که مدتاًع آلودگی و کاهش کیفیت آب رودخانهها است. پساب سیستمهاي آبزيپروري هنگامیکه بهصورت مستقیم به رودخانه تخلیه شود ممکن است اثرات منفی جدي بر کیفیت آب داشته باشد. در این تحقیق اثرات مربوط به نیترات موجود در پساب مجموعهاي از مزارع پرورش ماهی که بهصورت مستقیم و از یک خروجی به رودخانه کوهرنگ وارد میشود و میزان خودپالایی و ظرفیت این رودخانه در کاهش میزان آلاینده ورودي مورد ارزیابی قرار میگیرد.
شبیهسازي نشان میدهد که بعد از مزارع پرورش ماهی غلظت نیترات افزایش داشته است که حاکی از تجمع مواد آلی حاصل از پساب مزارع پرورش ماهی و کاهش کیفیت آب رودخانه در این محلها است .بافاصله گرفتن و طی مسافتی از مزارع پرورش ماهی غلظت ماده آلاینده بهتدریج کم شده است. نتایج نشان میدهد در بازه حدود 2 کیلومتري ابتدایی که خروجی مزارع پرورش ماهی وارد رودخانه نشده غلظت نیترات 5 درصد کاهش داشته است.
در 0.5 کیلومتري بعدي، به دلیل ورود پساب مزارع پرورش ماهی، غلظت نیترات افزایش 20 درصدي داشته است. و در2 کیلومتر انتهایی بهواسطه خودپالایی رودخانه غلظت نیترات 6 درصد کاهش پیداکرده است. ولی درمجموع غلظت نیترات در بازه بالادست و پاییندست خروجی مجموعه مزارع پرورش ماهی 13 درصد افزایش داشته است که این نتیجه نشان میدهد قدرت خودپالایی رودخانه قادر به کنترل آلودگیهاي رودخانه ناشی از مزارع پرورش ماهی نبوده است.
.1 مقدمه
مطالعات ظرفیت خودپالایی ضمن تعیین ظرفیت خودپالایی رودخانه، اطلاعات کمی موردنیاز براي کمک به مدیران در تصمیمگیريهاي مربوط به مدیریت کیفیت آب را تأمین میکند. تا بتوان رابطه علت و معلولی بین بار آلایندههاي ورودي به رودخانه و تغییرات کیفیت آب را تعیین نمود. سپس از این رابطه میتوان راهکارهاي بهینه، مطلوب و مقرونبهصرفه اقتصادي، براي دستیابی به استانداردها و معیارهاي کیفیت آب را مشخص کرد.[1] توسعه و تقویت صنعت آبزيپروري آب سرد با افزایش اثرات زیستمحیطی همراه است کهعمدتاً آلودگی و کاهش کیفیت آب رودخانهها است.
پساب سیستمهاي آبزيپروري هنگامیکه بهصورت مستقیم به رودخانه تخلیه شود ممکن است اثرات منفی جدي بر کیفیت آب داشته باشد.[2] پساب میتواند به دلیل وجود آمونیاك ، دياکسید کربن، نیتروژن - بهصورت نیتریت یا نیترات - و فسفاتها، براي موجودات زنده سمی باشد . پساب مزارع پرورش ماهی میتواند با آزاد کردن ارگانیسمهاي بیماريزا - در ماهیها - نیز باعث آلودگی شود .تغییرات ایجادشده توسط پساب مزارع پرورش ماهی در محیط میتواند بهطور مستقیم بر منافع سایر استفادهکنندگان از آب که در مسیر آب و پس از مزرعه پرورش ماهی قرار میگیرند، اثرات مخرب داشته باشد .
درصورتیکه آب رودخانهاي که پساب مزرعه پرورش ماهی به داخل آن ریخته میشود پیش از رسیدن به مدخل ورودي مزرعه پرورش ماهی بعدي ازنظر خصوصیات شیمیایی کاملاً به حالت اول برنگردد ، اثرات آلاینده پساب این مزرعه پرورش ماهی بر روي محیط تا حد زیادي افزایش مییابد . اثرات افزایشی تخلیه مقادیر بسیار زیاد و پیاپی پساب اصلاحنشده که از مزارع پرورش ماهی متعدد به داخل آب رها گردند میتواند فاجعهآمیز باشد. قدرت آلایندگی پساب تخلیهشده یک مزرعه پرورش ماهی بهطور مستقیم با تعیین میزان مواد جامد معلق در آب و تعیین مصرف اکسیژن محلول آب قابلاندازهگیري است . ترکیبات حاصل از تجزیه مواد آلاینده که باعث واردکردن صدمه به محیط میشوند آمونیاك ، نیتریت ، نیترات و ترکیبات فسفر هستند .[3]
در این شرایط، خودپالایی فرایندي براي حفظ تعادل اکولوژیکی است. بنابراین قدرت خودپالایی یک پارامتر اصلی براي توصیف عملکرد اکوسیستم است. توانایی اکوسیستم براي پاسخگویی به آلودگی خارجی و مواد خارجی و حفظ ساختار محیطزیست، پایداري نامیده میشود. خودپالایی را خلاصهاي از تمام فرآیندهاي فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی میداند که میزان آلودگی در جریان کاهش مییابد. تجزیه زیستی مواد آلی تا کانی سازي، نیتریفیکاسیون و دينیتریفیکاسیون منجر به خودپالایی در جریان میشود.
جذب مواد آلی محلول و مواد مغذي در آب توسط باکتريها، گیاهان و حیوانات، و همچنین فرآیندهاي حل شدن و مخلوط شدن، به خودپالایی جریان اختصاص دارد.[4] مدلهاي کیفیت آب ابزاري مهم براي شناسایی و مطالعه رویکردهاي مدلسازي کیفیت آب است که میتواند مورداستفاده قرار گیرد تا اثربخشی اقدامات جایگزینی مدیریت آب برمولفه هاي کیفیت آب را مورد ارزیابی قرار دهد. مجموعههاي مختلفی از مدلهاي کیفیت آب - یکبعدي ، دوبعدي و سهبعدي - براي ارزیابی نتایج کیفیت آب رودخانه براي سناریوهاي مختلف مدیریتی توسعهیافته و استفادهشده استMIKE 11
.[5]، که توسط موسسه هیدرولیک دانمارکی - DHI - توسعهیافته است، یک بسته نرمافزاري براي مدلسازي شرایط فیزیکی و شیمیایی در رودخانهها، دریاچهها، مخازن، کانالهاي آبیاري و دیگر سیستمهاي آبی است.[6] و یک مدل ضمنی تفاضل محدود براي محاسبه جریان غیریکنواخت یکبعدي است.MIKE 11 شامل مجموعهاي از ماژولهایی است که کاربران را قادر میسازد نوع پردازش را براي شبیهسازي مشخص کند.
در مقایسه با مدلهاي ساده، MIKE 11 شامل محاسبات دقیقتر بقا جرم است، ازاینجهت شامل محاسبات قابلاطمینان از درجه حرارت آب و مجموعهاي جامع از اثرات متقابل بین عوامل تعیینکننده کیفیت آب است.[7] در این تحقیق اثرات مربوط به نیترات موجود در پساب مجموعهاي از مزارع پرورش ماهی که بهصورت مستقیم و از یک خروجی به رودخانه کوهرنگ وارد میشود و میزان خودپالایی و ظرفیت این رودخانه در کاهش میزان آلاینده ورودي با شبیهسازي توسط مدل هیدرودینامیک MIKE11 مورد ارزیابی قرار میگیرد.
.2 مواد و روشها
1-2 محدوده مورد مطالعه
محدوده موردمطالعه رودخانه کوهرنگ در حوضه آبریز کوهرنگ با مساحتی حدود 1220 کیلومترمربع است که در محدوده شمالی استان چهارمحال و بختیاري واقعشده است - شکل. - 1 این رودخانه از دوشاخه اصلی کوهرنگ و دوآب صمصامی تشکیلشده است. شاخه رودخانه دوآب صمصامی خود از ترکیب دو زیرشاخه دزداران و کوفی به وجود آمده است.
رودخانه کوهرنگ از حوالی روستاي دشتک تا انتهاي رودخانه - روستاي کاج - به طول 30 کیلومتر در نظر گرفته میشود. در این مطالعه حدود 2 کیلومتر از بالادست خروجی مجموعه مزارع پرورش ماهی در محدوده چشمه سرداب تا حدود 2 کیلومتر پاییندست آن، که بهطور مستقیم به رودخانه کوهرنگ تخلیه میشود جهت بررسی انتخابشده است. در شکل - - 2 نیز بهصورت شماتیک نمائی از ورودي و خروجی مزرعه پرورش ماهی نشان دادهشده است.
