مدل‌سازي اثرات احتمالي لايروبي كانال خزيني بر زمان تجديدپذيري آب در خليج گرگان، جنوب شرق درياي كاسپي

Modeling of Possible Dredging Effects of Khozeini Channel on the Water Renewal Time in Gorgan Bay, Southeast of tmj nhe Caspian Sea

زمينه و هدف: زمان تجديدپذيري آب از شاخص­ هاي مهم جهت برآورد ميزان سلامتي بوم ­سازگان ­هاي دريايي محسوب مي ­گردد. كانال خزيني دومين راه ارتباطي خليج گرگان با درياي كاسپي بوده است كه در سال­ هاي اخير با كاهش سطح تراز آب دريا و رژيم رسوب­ گذاري مسدود گرديده است. در اين پژوهش جهت مدل­ سازي اثرات احتمالي لايروبي كانال خزيني بر زمان تجديدپذيري آب در خليج گرگان نسبت به اجراي به ­هنگام دو ماژول هيدروديناميكي و انتقال - پخش مدل دو بعدي مايك 21 اف­ام اقدام گرديده است. روش بررسي: مدل­ سازي­ ها بر روي دو شبكه بي ­ساختار مثلثي، تحت دو شرايط مرزي باز مختلف و با در نظر گرفتن تنش باد، نوسان آب در دهانه آشورآده - بندرتركمن و كانال خزيني، ورودي رودخانه ­ها، بارش و تبخير در طي دوره شاخص اجرا گرديد. به­ منظور تعيين ميزان ضريب پخش در خليج گرگان نسبت به مدل­سازي شوري با استفاده از ماژول انتقال ­- پخش مدل مايك 21 اف­ام اقدام گرديد. يافته ­ها: نتايج مدل­ سازي دو بعدي شوري نشان داد كه بهترين ضرايب پخش در خليج گرگان معادل 350 متر مربع ­بر ثانيه مي ­باشد. نتايج محاسبه ميزان تجديدپذيري كل آب در خليج تحت شرايط انسداد كانال خزيني معادل 54 روز و لايروبي كانالي به عرض 170 متر معادل 41 روز بود. بحث و نتيجه ­گيري: مناسب­ترين زمان براي مدل­سازي زمان تجديدپذيري آب در خليج گرگان، آغاز روند رو به افزايش درون ساليانه سطح آب در درياي كاسپي مي­ باشد. مقادير تجديدپذيري به رژيم هيدروديناميك و ضريب پخش شوري در خليج گرگان وابسته مي­ باشد. با توجه به الگوي پاد ساعت­ گرد گردش عمومي آب در خليج گرگان لايروبي كانال خزيني مي ­تواند زمان تجديدپذيري كل را تا 13 روز كاهش دهد.

Background and Objective: Water renewal time, one of the important indicators, is considered for estimation of health status of marine ecosystem. The Khozeini channel has been the second communicative ways of the Gorgan Bay with the Caspian Sea which is blocked by decreasing of sea water level and sedimentation in recent years. In this investigation, in order to considering of Khozeini channel possible dredging effects on the Water Renewal Time in the Gorgan Bay, the Hydrodynamic and Advection-Dispersion modules of two-dimensional Mike21 FM model were coupled simultaneously. Method: The modeling on two triangular unstructured meshes and under two different open boundary conditions by including wind stress, water fluctuations in the mouth of Bandartorkaman-Ashoradeh and Khozeini channel, rivers input, evaporation and precipitation during index year were done. To determine the amount of dispersion coefficient in the Gorgan Bay, salinity modeling using Advection-Dispersion module of MIKE 21 FM were developed. Findings: The results two-dimensional salinity modeling showed that the best of dispersion coefficients are 350 m2/s in Gorgan Bay. The results of calculating of the Integral Water Renewal amount under blocking Khozeini channel condition was 54 days and dredging channel condition a width of 170 m was 41 days. Discussion and Conclusion: The best time for Water Renewal Time modeling in Gorgan Bay is the beginning trend of intering annual water level rising in the Caspian Sea. Renewal Time values are depending on hydrodynamic regime and salinity dispersion coefficient in Gorgan Bay. According to the common counterclockwise water circulation pattern in Gorgan Bay, Khozeini channel dredging reduces Integral Renewal Time of up to 13 days.