چكيده فارسي :
خليج گرگان بزرگترين خليج، در درياي خزر بوده و در جنوب شرقي درياي خزر و در جهت شرق به غرب امتداد دارد. به طور كلي تمام تبادلات آب خليج گرگان با درياي خزر از طريق مجراي آشوراده صورت مي پذيردكه تنها مرز باز اين خليج در قسمت شمال شرقي خليج است. بنابراين ويژگي هاي آب و رسوبات خليج گرگان به شكل قابل توجهي با خصوصيات آب و رسوبات سواحل جنوبي درياي خزر شباهت دارد و هيدروديناميك سواحل استان گلستان، به ويژه در خليج گرگان تابع هيدروديناميك عمومي درياي خزر و مقدار دبي خروجي رودخانه هاي منطقه مي باشد.اختلاف تراز آب در خليج گرگان ناچيز است و جزر و مدي نمي باشد. در اين مطالعه ازمهرماه سال 1389 تاپايان سال 1392 ، خليج گرگان از لحاظ كمي و كيفي مدلسازي شده و رفتار آن تحت سناريوهاي كيفي مختلف ارزيابي شده و كيفيت آب خليج گرگان طي30 سال آينده مورد بررسي قرار ميگيرد. در اين مطالعه از نرمافزار مايك 21 براي انجام مدلسازيها به صورت دو بعدي استفاده ميشود. ابتدا به منظور شناخت هيدروديناميك حاكم و چرخه جريان در خليج و اندركنش هيدروديناميك خليج با دريا از طريق دهانه ورودي، تأثير اقليم ، موج و جريان ها مدلسازي هيدروديناميكي خليج انجام شد. يكي از ملزومات مدلسازي هيدروديناميكي، عمق اب است كه از طريق انجام عمليات هيدروگرافي خليج گرگان بدست آمد . و سپس سطح و حجم آن در سال 2012 به ترتيب 466 كيلومتر مربع و 905.33 ميليون متر مكعب محاسبه شده و منحني هاي تراز-حجم، تراز- سطح و سطح-حجم استخراج شدند .در ادامه، شوري خليج گرگان مورد مدلسازي قرار گرفت. نظر به اينكه شوري پارامتري پايدار است لذا از زيربرنامه TM در مايك كه قابليت مدلسازي فرآيند پهن رفت-پخشيدگي را داراست استفاده شد و با كاليبره نمودن مدل شوري بطور همزمان، مقدار ضريب مانينگ و ضريب پخش رودخانه به ترتيب برابر 025/0 و 50 (D: متر مربع بر ثانيه) محاسبه شدند. نتيجه صحت سنجي مدل شوري بيانگر درصد خطاي ميانگين حدود 3 درصد ميباشد. نحوه پخش آلودگي در خليج، با اعمال منبع آلودگي پايدار بصورت نقطه اي در 6 نقطه مختلف از خليج مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه 9/99 درصد آلودگي تا فاصله 100 متري از خليج توسط فرآيند ترقيق كم مي شود. سپس مدلسازي اكسيژن محلول، آمونياك، نيتريت و نيترات با استفاده از زيربرنامه ECOLAB در مايك انجام شد. به منظور انجام مدلسازي، ابتدا آناليز حساسيت روي پارامترهاي مدل انجام شد و پارامترهاي مهم جهت كاليبراسيون مدل انتخاب شدند و مدل كاليبره و صحت سنجي شد. نتيجه صحت سنجي بيانگر درصد خطاي ميانگين پارامترهاي اكسيژن محلول، آمونياك، نيتريت و نيترات به ترتيب حدود 3، 4، 3/6 و 37 درصد بود.عمليات مكانيابي براي تعيين نقاط مناسب پرورش ماهيان گرمابي،سردآبي و فيل ماهي در خليج گرگان با روش AHP انجام شد و مناطق مناسب پرورش در خليج گرگان مشخص و رتبه بندي شدند. روش AHP نتايج بسيار خوبي را در عمليات مكانيابي انجام شده به نمايش گذاشت. سپس تعداد بهينه pen culture در يك مزرعه بر اساس ماكزيمم كردن مساحت مناطق مناسب پرورش و در نظر گرفتن فاصله اطمينان حدود 100 متر محاسبه شد. نتايج بيانگر تعداد 18، 18 و 20 pen culture در هر مزرعه به ترتيب براي پرورش ماهيان گرمابي، سردآبي و فيل ماهي ميباشد. با در نظر گرفتن فاصله اطمينان 100 متر و تعداد بهينه pen culture نحوه چيدمان مزارع پرورش ماهيان سردآبي، گرمابي و فيل ماهي در خليج گرگان و نقشه مزارع پرورش گونههاي مختلف در خليج در محيط GIS تعيين شد.بر اساس چيدمان تعيين شده، مساحت مناسب براي پرورش ماهيان گرمابي، سردآبي و فيل ماهي به ترتيب 225/9 كيلومترمربع (1060 مزرعه با 18 Pen Culture)، 833/3 كيلومترمربع (440 مزرعه با 18 Pen Culture) و 673/2 كيلومترمربع (276 مزرعه با 20 Pen Culture) ميباشد. سپس مدلسازيها تحت 4 سناريوي مختلف بار آلودگي ناشي از آبزي پروري در خليج گرگان (سناريو1: ابزي پروري در 6 ماهه اول سال، سناريو 2: آبزي پروري در 6 ماهه دوم سال، سناريو 3: آبزي پروري در طول سال و سناريو 4: پرورش فيل ماهي طي 3 سال) انجام شد و كيفيت آب خليج طي 29 سال آينده تحت سناريوهاي مختلف ابزي پروري و مقادير مختلف آبزي پروري در هر سناريو مورد بررسي قرار گرفت. مكانهاي اعمال آلودگي شامل مكانهاي مناسب آبزي پروري در هر سناريو بود كه قبلا در خليج تعيين شده بودند. سپس رفتار خليج گرگان تحت هر سناريو تعيين شد و منحني هاي تغيير الودگي با ميزان پرورش در هر سناريو ترسيم شدند. در نهايت مقدار پرورش متناسب با توان خودپالايي خليج كه منجر به آلودگي خليج نخواهد شد براي سناريوهاي مختلف محاسبه شد و از طرفي چيدمان مزارع پرورش در خليج، فاصله مزارع و تعداد استخر پرورش در هر مزرعه محاسبه شد. بطور كلي نتايج نشان داد كه توان آبزي پروري خليج كمتر از 300 تن در سال است
چكيده انگليسي :
: Gorgan Bay is the largest bay in the southeast Caspian Sea and extends the East-West direction. Generally all water exchange of Gorgan bay was done through the passage of Ashuradeh, with the Caspian Sea that is the only open border in the north east part of the Bay. Therefore, water features and sediments of Gorgan Bay are similar significantly with properties of water and sediment southern coast of the Caspian Sea.And hydrodynamic of Golestan coasts, especially in the Gorgan Bay like public hydrodynamic of the Caspian Sea and the rivers of the region's output rates. The water balance is almost constant and is not tidal. At first hydrodynamic modeling of the bay was done .one of the important factor was water depth which calculated by hydrography method of the bay.In this study, a model was made for the Gorgan bay in terms of qualitative and quantitative modeling and it's behaviors are evaluated under different scenarios.And water qualitative in the Gorgan bay survey during next 29 years In this study, Mike 21 software was used for two-dimensional modeling .First, to determine the hydrodynamic and flow cycle in the Gulf and interaction of hydrodynamic the Gulf with the sea through the inlet; climate, wave and currents of the Gulf hydrodynamic modeling was done.One of the requirements of hydrodynamics modeling, is the depth of water that was obtained through the hydrographic surveys of the Gorgan Bay.The following map was extracted litter the floor of the Gulf and prepared depth map. and then were calculated the current volume and area (2012) of the Gorgan bay 466 square kilometers and 905.33 million cubic meters, respectively, and curves balance -volume, balance of water- Area and Area -volume were extracted.Then, a model made for the salinity of the bay. Since, salinity is a stable parameter, a sub-program TM ( Mike 21) which has the ability to make a model from the process of advection – dispersion was used. The amount of Manning (0.025) and Dispersion (50) coefficient calculated simultaneously with calibration of salinity model (D:square meter / second). Results from data verification of salinity model indicated about 3 percent mean error. The pollution dispersion type in the bay evaluated at six points of the bay using the method of dot constant source of pollution. Results showed that around 99.9 percent of pollution decreases under the effect of dilution process till the 100 m distance.Then modeling of dissolved oxygen , Ammonia,nitrite and nitrate was done by using of subprogram ECOLAB at the Mike software To make these models, first the sensitivity analysis of these parameters was done.Important parameters chose for model calibration and then data verified and also the model calibrated. The result of data verification test showed the mean error of oxygen , ammonia , nitrite and nitrate were respectively about 3, 4, 6.3 and 37 percent.Locating operation of the appropriate areas of warm-water and cold-water fish and beluga in the Gorgan Gulf was done using AHP, and the suitable cultivation areas were identified and ranked. AHP method showcased excellent results in the locating operations.Then, the optimum number of pen cultures in a farm was calculated by maximizing the area of suitable cultivation areas, and considering the confidence distance of about 100 meters. The results show the number of 18, 18 and 20 pen cultures on each farm for the warm-water and cold-water fish and beluga, respectively. Taking into account the confidence distance of 100 meters and optimum number of pen culture, the arrangement of warm-water and cold-water fish and beluga fishs farms in the Gorgan Gulf, and the map of farms of different species in the Gulf was determined in the GIS environment.According to the arrangement determined, the appropriate area for warm-water and cold-water fish, and beluga cultivation is 9.225 square kilometer (1060 farms with 18 Pen Cultures), 3.833 square kilometer (440 farms with 18 Pen Cultures), and 2.673 square kilometer (276 farms with 20 Pen Cultures). Then modeling made according to four different scenarios which defined on the basis of pollutions originated from aquaculture in the bay (scenario 1: aquaculture at the first half year. Scenario 2 : aquaculture at the 2nd half year. Scenario 3: aquaculture at the whole of year. Scenario 4:cultivation of bluga for 3 years). Water quality of the bay and also different amount of aquaculture production surveyed during next 29 years under different scenarios of aquacultures.The places under pollution were included the appropriate places for aquacultures in each scenario that was already determined at the bay .Then the reaction of the Gorgan bay was determined under each scenario. The curves of pollution fluctuations were drawn along with amount of cultivation at the each scenario.At last, appropriate amount of cultivation was calculated at each scenario with considering of self purification of the bay that does not tend to pollution of the bay. On the other hand, the farms arrange, distances between farms and the number of cultivation ponds at the each farm was calculated. Finally, results showed that the aquaculture capacity of the bay is less than 300 tons per year
كليدواژه :
خليج گرگان , آبزي پروري , هيدروگرافي , مدل شوري , كيفيت آب , مدل سازي هيدرولوژي