معرفی معادلات اساسی مدل qual2kw و راهنمای کاربردی مدل

فعالیت‏ های انسانی در زمینه‏ های کشاورزی، شهری و صنعت مقدار قابل توجهی از مواد مغذی و مواد آلی را تولید می‏کند که این مواد در صورت رسیدن به رودخانه‏ ها، سبب آلودگی آن‏ها می‏ شوند. مدل ‏های کامپیوتری مانند مدل qual2kw به طور گسترده برای مدیریت کیفیت آب رودخانه‏ ها مورد استفاده قرار می‏ گیرند. این مدل که رودخانه را بصورت یک بعدی، همراه با جریان دائمی غیر یکنواخت شبیه ‏سازی می‏کند، توسط اداره حفاظت محیط زیست ایالات متحده مورد بهره ‏برداری قرار گرفت و توسعه یافته مدل qual2e است. مدل‏ های کیفیت آب یک چارچوب عملی توسط شبیه ‏سازی فرآیندهای مهم فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی را فراهم می‏ کنند. مدل qual2kw قادر به شبیه‏ سازی تعدادی از پارامترها از جمله دما، ph، تقاضای بیوشیمیایی کربن، مقدار اکسیژن مورد نیاز رسوبات، اکسیژن محلول، نیتروژن آلی، نیتروژن، آمونیاک، نیتریت و نیترات، فسفر آلی، فسفر غیر آلی، ازت کل، فسفر کل، فیتوپلانکتون ها و جلبک کف می‏ باشد. معادله اصلی که مدل مذکور، به حل آن می‏پردازد، معادله جابجایی/پخش یک بعدی است که برای شبیه‏ سازی تمام پارامترها به غیر از جلبک کف مورد استفاده قرار می ‏گیرد. کارایی این مدل در تحقیقات مختلف اثبات شده است. در این مقاله، با استناد به راهنمای مدل، معادلات بکار گرفته شده در مدل برای انجام محاسبات، شرح داده شده است. همچنین راهنمای کاربردی برای کاربرانی که قصد استفاده از این مدل را دارند، ارائه گردیده است.

The Basic Equations Used in the Qual2kw Model and the Practical Guide of Model

Human activities in the fields of agriculture, municipal and industry introduce significant amounts of nutrients and organic materials into the rivers and streams resulting in their contamination. Computer models such as Qual2kw are used extensively for water quality management of rivers and streams. The Qual2kw model is a one dimensional, nonuniform, steady water quality model, which has been used by the United State Environmental Protection Bureau and was developed based on the Qual2e model. A water quality model provides a feasible framework by simulating the important physical, chemical and biological processes. Qual2kw is able to simulate a number of components including temperature, pH, carbonaceous biochemical demand, sediment oxygen demand, dissolved oxygen, organic nitrogen, ammonia nitrogen, nitrite and nitrate nitrogen, organic phosphorus, inorganic phosphorus, total nitrogen, total phosphorus, phytoplankton and bottom algae. The main equation which the aforementioned model attempts to solve is the onedimensional convectiondiffusion equation which is applied for each constituent, except for variables related to riverbottom algae. Applications of Qual2kw are found in numerous cited literature. In this paper, based on the model manual, the equations used in the modelling process are described. Also a practical guide for users who want to use this model has been presented.