کمبود منابع آب شیرین سبب شده است که به کیفیت آب ذخیره‌شده در پشت سد‌ها به‌‌منزلة منابع آب سطحی بیشتر از گذشته توجه شود. رژیم حرارتی و غلظت اکسیژن محلول که از عوامل تأثیرگذار در کیفیت آب مخازن‌اند، در سد مخزنی شهید رجایی استان مازندران مطالعه شدند. با توجه به کاربری جدید آب این مخزن به منظور آب آشامیدنی ساری، مطالعة کیفیت آن از اهمیت بسیاری برخوردار است. در این راستا ابتدا مدل هیدرودینامیک مخزن سد شهید رجایی برای سال‌های 1380 تا 1390 به وسیلة نرم‌افزار CE-QUAL-W2 ساخته و کالیبره و برای شبیه‌سازی رژیم حرارتی و اکسیژن محلول سال‌‌های 1389 تا 1393 با دو فرض استمرار وضع موجود و افزایش 50 درصدی نیاز آبی استفاده شد. نتایج نشان‌دهندة ایجاد لایه‌بندی حرارتی در تابستان و اختلاط قائم در زمستان بود و دریاچة مخزن سد شهید رجایی در دستة دریاچه‌‌های مونومیکتیک گرم قرار می‌گیرد. از نتایج مدل‌سازی اکسیژن محلول مشخص شد در زمان شکل‌گیری لایه‌بندی حرارتی، غلظت این پارامتر در کف مخزن به صفر می‌رسد و در زمان اختلاط قائم زمستانی شرایط بی‌هوازی کف مخزن از بین می‌رود و مخزن در جهت قائم همگن می‌شود. افزایش 50 درصدی نیاز آبی تراز آبگیری و زمان ماندآب درون مخزن، طول دورة لایه‌بندی تابستانی و به دنبال آن مدت زمان برقراری شرایط بی‌هوازی در کف مخزن را کاهش و قدرت و شدت لایه‌بندی را در مخزن سد شهید رجایی افزایش می‌دهد.