بررسی اثر افزایش ارتفاع سد دز و آب‌گیر غدیر بر رژیم حرارتی و تغییرات تراز سطح آب مخزن

سد دز با حجم 3.3 میلیارد متر مکعب و ارتفاع 203 متر با هدف تولید انرژی برق آبی، کنترل سیل و تامین نیازهای کشاورزی ساخته شده است. با از دست رفتن حدود 700 میلیون متر مکعب از ظرفیت مخزن سد به علت رسوب گذاری و نزدیک شدن تراز رسوبات به آبگیر نیروگاه و از سوی دیگر افزایش تقاضای آب در پایین دست و کاهش آورد ورودی به مخزن به جهت طرح های توسعه بالادست، بهره وری مطلوب از سد دز با مشکل مواجه شده است. در راستای علاج بخشی این معضلات، طرح افزایش ارتفاع سد مطرح شده است. از طرفی طرح آبرسانی غدیر با دبی طرح 24 مترمکعب برثانیه جهت انتقال آب از مخزن سد به برخی شهرهای استان خوزستان در دست اجرا می باشد که تاکنون اثرات طرح های مذکور بر تغییرات تراز سطح آب و لایه بندی حرارتی مخزن سد بررسی نشده است. در این مقاله با بکارگیری مدل دو بعدی ce-qual-w2 پس از تحلیل حساسیت، واسنجی و صحت سنجی مدل در شبیه سازی تراز آب، پروفیل حرارتی و کل جامدات محلول، به بررسی تاثیر آب استحصالی از آب گیر غدیر و تغییرات تراز سطح آب در شرایط ترسالی و خشک سالی، پیش و پس از افزایش ارتفاع با لحاظ کاهش و عدم کاهش آورد ورودی به مخزن پرداخته شده است. با توجه به نتایج تحلیل حساسیت مدل، به ترتیب پارامترهای سایه اندازی و ضرایب تجربی a، c و b بیشترین تاثیر را بر رژیم حرارتی مخزن دارند. همچنین تاثیر استحصال آب از آب گیر نیروگاه و آبگیر غدیر، بر لایه بندی حرارتی ناچیز است. با بهره برداری از طرح غدیر و در صورت عدم افزایش ارتفاع سد، میانگین کاهش تراز سطح آب در سال های آبی نرمال حدود 10.68 متر و همچنین حداکثر کاهش تراز سطح آب حدود بیست متر نسبت به حالت پیش از آبگیری از طرح غدیر می باشد. با افزایش ارتفاع سد دز، شاهد کاهش تعداد روزهای بحرانیروزهایی که تراز سطح آب پایین تر از حداقل تراز بهره برداری است از 221 روز به 109 روز در دوره کم آبی و کاهش روزهای بحرانی از 42 روز به صفر روز در دوره پرآبی، خواهیم بود.

Investigating the effect of Dez dam heightening and Ghadir projects on the reservoir thermal regime and water level variations

The Dez dam, with a volume of 3.3 billion cubic meters and 203 meters height, was built with the aim of generating hydropower, flood control and meeting agricultural demands. With the loss of about 700 million cubic meters of dam reservoir capacity due to sedimentation and approaching the level of sediments to the power plant intake, as well as increasing downstream water demand and reducing the reservoir inflow due to the upstream development projects, the optimal operation of the Dez Dam has faced problems. In order to overcome these problems, a plan to increase the height of the dam has been proposed. On the other hand, the Ghadir water supply project with design discharge of 24 cms for transferring water from the dam reservoir to some cities of Khuzestan province is underway. So far, the effects of these projects on the water level variations and thermal regime changes in the dam reservoir have not been studied.In this paper, first by using the twodimensional CEQUALW2 hydrodynamics and water quality model, the sensitivity analysis, model calibration and confirmation for simulation of water level, thermal profile and total dissolved solids was performed. Then, the effect of Ghadir project in water level changes in the wet and dry conditions, before and after dam heightening while reducing and not reducing the reservoir inflow has been studied.By performing model sensitivity analysis, it was found that the model showed the highest sensitivity respectively to the shading parameter and empirical coefficients a, c and b with the sensitivity index values of 3.25, 2.58, 2.34 and 1.23, respectively. After the sensitivity analysis, the model was calibrated for water level, temperature and total dissolved solids. The results showed that the calibration mean absolute error of water level, temperature and TDS was 9 cm, 0.79 °C and 15 mg/l, respectively. On the other hand, by examining the effect of power plant and Ghadir project on thermal stratification, it was observed that the thermal profiles do not experience a significant change due to the inability of the shear forces to overcome the buoyant forces. Also, by evaluating the effect of Ghadir project while reducing the reservoir inflow on the water level in different hydrological conditions, the positive effect of implementing the Dez Dam heightening plan to reduce the effects of water transfer and the possibility of continuous operation of the dam reservoir, Appeared. In this regard, in the hydrological conditions of 2014, which is an average of the hydrological conditions, the decrease in reservoir inflow and operation of the Ghadir project, leads to decrease in the water level of 10.68 meters and 7.8 meters, respectively. By comparing the water level in the conditions of increasing and not increasing the height of Dez Dam in dry and wet periods, improvement of about 50% and maximum improvement, respectively, in maintaining the minimum operational water level in the conditions of increasing the dam height can be seen. Therefore, in case of nonimplementation of the Dez Dam heightening project, operation of Ghadir project to supply drinking water to parts of Khuzestan province will face a serious challenge.