اهمیت، ضرورت، اهداف و روش تحقیق:
روند افزایشی جمعیت و گسترش فعالیت های اقتصادی نیازمند تامین آّب شرب و بهداشت جامعه,امنیت غذایی, حفظ محیط زیست میباشد. محدود و ثابت بودن مقدار آب تجدید شونده از یک سو و افزایش روزافزون نیازمندی به آب از سوی دیگر همراه با گسترش آلودگی آب و افزایش دوره های خشکسالی، شرایطی را به وجود آورده است که مدیریت منابع آب را اجتناب ناپذیر نموده است. کیفیت مناسب و یا نامناسب منابع آبی بستگی به عوامل مختلف زیستی و غیر زیستی دارد. دریاچه ها و مخازن پشت سد از جمله منابع مهم آبهای سطحی محسوب می شوند. افت کیفیت آب در مخازن پشت سد معمولاً در اثر ورود بیش از حد مواد مغذی (یوتروفیکاسیون)، اسیدی شدن، آلودگی فلزات سنگین و آلودگی آلی بوجود می آید. یوتروفیکاسیون می تواند بر کیفیت آب سد مخزنی از طریق تغییر بو و طعم و رنگ نامطلوب به آب و نیز حلالیت سایر گازها به خصوص اکسیژن محلول در اثر شکوفایی جلبکی اثر بگذارد، شکوفایی جلبکی به پدیده ای اشاره میکند که در آن رشد و تکثیر بیش از حد یک و یا تعداد معدودی از گونه های جلبکی رخ می- دهد.همچنین تهدیدی برای تولیدات ماهی در آنجا نیز می باشد، مبارزه با اثرات نامطلوب یوتروفیکاسیون اغلب بسیار پرهزینه و گاهی احیاء دریاچه به وضعیت اولیه ناممکن است. ضمن اینکه شیوع بیماری های میکربی ناشی از مصرف آب آلوده در بین موجودات زنده ضمن خسارات مادی بر جا گذاشته، اثرات نامطلوب اجتماعی را نیز در پی خواهد داشت. از این رو دانستن جزئیات تغییرات کیفیت آب سد بسیار مهم است و بایستی قبل از هر گونه اقدامات اصلاحی، ارزیابی در راستای بهره برداری های مورد نظر در آن انجام گیرد. بنابراین مطالعه حاضر به منظور شناخت خصوصیات زیستی(فیتوپلانکتون، میکرب و قارچ) و غیرزیستی (خواص فیزیکو شیمیایی) آب و ارزیابی کیفیت آب بر اساس شاخص های مختلف (کیفیت آب، سطح تروفیکی، شانون و ساپروبی) در سد مخزنی شهید رجایی صورت گرفته است. این سد در 40 کیلومتری جنوب ساری بر روی رودخانه تجن و با اهداف تامین و تنظیم آب کشاورزی اراضی دشت تجن ، تامین آب آشامیدنی جمعیت ساکن در محدوده طرح، تامین آب صنعتی محدوده طرح، تولید برق، کنترل طغیان و جلوگیری از خسارت ناشی از سیل احداث شده است. نمونه برداری در چهار ایستگاه:1- ورودی شاخه شیرین رود به مخزن سد ،2- ورودی شاخه سفید رود به مخزن سد، 3- تلاقی شیرین رود و سفیدرود در مخزن و 4- نزدیک به تاج سد طی شش دوره نمونه برداری (خرداد، تیر، مرداد، شهریور، آبان و بهمن) در سال 1391 انجام گرفت
نتایج:
نتایج نشان داد که میانگین به همراه خطای معیار دما، اکسیژن محلول، pH، غلظت فسفات، آمونیم، نیترات و کلروفیل آ به ترتیب برابر35/21 (30/1±) درجه سانتی گراد، 48/10 (37/0±)، 54/8 (04/0±)، 050/0 (004/0±) ، 036/0 (004/0±) ، 75/0 (033/0±) میلی گرم بر لیتر و 00/18 (23/7±) میلی گرم بر مترمکعب بوده است. در تحقیق حاضر در ماههای خرداد و تیر لایه بندی حرارتی بین سطح و عمق دریاچه در قسمتهای عمیق آن مشاهده شد که با لایه بندی اکسیژنی نیز همراه گردید. اما در فصول سرد (ماههای آبان و بهمن) که اختلاط دمائی مخزن برقرار است اکسیژن محلول و درصد اشباعیت آن نیز در کل مخزن تقریبا همگن بود. . محاسبه شاخص تروفیکی (کارلسون) در ایستگاه های مختلف نشان داد که این شاخص در ایستگاه های نزدیک به تاج و ورودی سفیدرود به مخزن سد، به ترتیب کم ترین(اولیگوتروف) وبیشترین (مزوتروف) مقدار را دارا بوده است. حداقل سطح تروفیکی در ماه های شهریور و بهمن ماه (اولیگو تروف) و حداکثر آن (یوتروف) در ماه های تیر و مرداد (فصل تابستان) بوده است. بر اساس شاخص کیفیت آب (WQI)آب این مخزن در همه ماه ها در طبقه خوب قرار گرفت و به عبارت دیگر کیفیت آب در این طبقه به ندرت از سطح مطلوب خارج می شودو در صورت استفاده از آن برای آب شرب نیازمند تصفیه متداول است و برای پرورش ماهی و سایر گونه های حساس آبی و نیز تفریحات آبی و شنا مناسب است.
در بررسی فیتوپلانکتون، مجموعا" تعداد 107 گونه فیتوپلانکتون در 8 شاخه شناسایی شدند. حداکثر و حداقل میانگین تراکم در لایه سطحی در تیر و بهمن ماه به ترتیب به میزان (286±)661 و (2±) 10 میلیون سلول در مترمکعب دیده شد. شاخه های باسیلاریوفیتا و پیروفیتا بیش از 95 درصد از تراکم فیتوپلانکتون راتشکیل دادند. گونه های غالب شامل Cyclotella meneghiniana ، Goniaulax polyedra و Ceratium hirundinella بود که حدود 70 درصد از تراکم فیتوپلانکتون را شامل شدند. محاسبه کیفیت آب با استفاده از شاخص شانون نشان داد که ماه های تیر و مرداد نسبت به ماه های دیگر دارای کیفیت پایین تری بوده و در حد آلودگی متوسط-شدید قرار داشته اند. بررسی ایستگاهی این شاخص بیانگر بهترین کیفیت آب (اندک آلوده) درایستگاه های 1 و 4 بوده است. نتایج حاصل از برآورد کیفیت آب با استفاده از شاخص ساپروبی (بر اساس گونه های فیتوپلانکتون مقاوم به آلودگی مواد آلی) نیز بیانگر آلودگی متوسط در ماه های فصل تابستان بوده است. این برآورد در ایستگاه ها نشان داد که تنها درنزدیک تاج آلودگی کاهش داشته و در سطح اندک آلوده بوده اند و در غالب موارد آلودگی متوسط از مواد آلی وجود داشته است.
حداکثر و حداقل میانگین هندسی تعداد کل میکرب به ترتیب در ماه های شهریور(6101559 CFU/100ml) و بهمن (3310 CFU/100ml) بدست آمد. در بررسی ایستگاهی حداکثر و حداقل میانگین هندسی تعداد کل میکرب به ترتیب در ایستگاه های 2 ( 455316 CFU/100ml) و 3 (40964 CFU/100ml) بوده است. در ماه های خرداد و تیر شمارش کلی فرم کل صفر بوده است. اما در شهریور ماه تعداد کلیفرم کل به حداکثر میزان خود رسید. Clostridium perfrigens فقط در شهریور ماه در محیط کشت رشد نمود و استرپتوکوک مدفوعی نیز در هیچ یک از ماه ها نمونه برداری در محیط کشت رشد ننمود.
دستورالعمل فنی و توصیه ترویجی:
مخازن سدها دارای اهداف مختلف بهره برداری می باشند که از معمول ترین آنها می توان به تامین آب شرب اشاره نمود، از آنجائیکه این هدف در سد مخزنی شهید رجائی نیز در آینده پیش بینی شده است، لذا مدیریت این مخزن چه به لحاظ کمی و چه کیفی مهم تلقی می شود. در سد مخزنی شهید رجائی مناسبترین شرایط تروفیکی بر اساس شاخص تروفی کارلسون در قسمت نزدیک به تاج سد به دست آمده است که شاید از لحاظ بهره برداری جهت آب شرب شرایط بهتری از سایر قسمت های مخزن داشته باشد. با توجه به افزایش کلی فرم در ماه های گرم سال در این سد، لازم است که فعالیت جوامع انسانی در حوزه سد و نیز رودخانه های مربوطه کنترل گردد. لذا با توجه به تغییرات زمانی ساختار بیولوژیکی (جلبک و میکرب) ، بررسی زمانی و مستمر جلبکی و میکربی همراه با نمونه برداری شیمیایی در برنامه پایش کیفیت آب بخصوص در محل خروج آب برای انتقال به واحدهای تصفیه آب ضروری است. این نتایج اهمیت زیادی در انتخاب لایه ی مناسب برای انتقال آب به واحد های تصفیه آب در ماه های مختلف دارد. به این ترتیب مدیریت کیفیت آب مخزن سدها مستلزم انجام برنامه های پایش و ارزیابی کیفیت آب و بهره برداری بهینه از روشهای سخت افزاری و نرم افزاری مدیریت کیفیت آب در سطح حوضه های آبریز و مخازن سدها می باشد، لذا بایستی از طریق کاهش یا جلوگیری از ورود پسابهای آلاینده از صنایع مستقر در حوضه بالادست مخزن، کاهش مواد آلی ورودی به مخزن، کنترل مواد سمی و کنترل و مدیریت پوشش گیاهی کناره های جریان ورودی به حفظ کیفیت آب در این منابع آبی با ارزش یاری رساند.
ویژگی مناطق کاربرد توصیه ترویجی:
نفع اقتصادی مطالعات آب پشت سد زمینه های مختلف، نظیر فعالیت های گردشگری، دامداری محلی، بهداشت و سلامت جوامع انسانی و تاسیسات تصفیه آب را در بر می گیرد، بخصوص برای سدی همچون شهید رجایی که اهدافی از قبیل تامین وتنظیم آب کشاورزی اراضی دشت تجن، تامین آب آشامیدنی جمعیت ساکن درمحدوده طرح، را در بر می گیرد. ضمن آنکه هم اکنون تعدادی از کارگاههای پرورش ماهیان سردآبی نیز آب مورد نیاز خود را از خروجی سد تامین می نمایند. ضمن اینکه این اطلاعات برای مدیریت و راه اندازی سایذ سدهای کشور نیز مفید است و برای پیش بینی احتمالی حوادث بیولوژیکی (شکوفایی جلبکی، شیوع بیماری های میکربی در انسان و دام و..) کاربرد دارد.