Modelowanie jakości wody - Water quality modelling
Modelowanie jakości wody obejmuje dane oparte na jakości wody przy użyciu matematycznych technik symulacji . Modelowanie jakości wody pomaga ludziom zrozumieć wagę problemów związanych z jakością wody, a modele dostarczają dowodów dla decydentów politycznych do podejmowania decyzji w celu odpowiedniego łagodzenia skutków wody. Modelowanie jakości wody pomaga również określić korelacje ze źródłami składowymi i jakością wody, a także identyfikować luki informacyjne. Ze względu na wzrost wykorzystania słodkiej wody wśród ludzi, modelowanie jakości wody jest szczególnie istotne zarówno na poziomie lokalnym, jak i globalnym. Aby zrozumieć i przewidzieć zmiany w czasie w niedoborach wody , zmiany klimatu i ekonomiczny czynnik zasobów wodnych, modele jakości wody będą wymagały wystarczających danych poprzez uwzględnienie zbiorników wodnych zarówno na poziomie lokalnym, jak i globalnym.
Typowy model jakości wody składa się ze zbioru sformułowań reprezentujących mechanizmy fizyczne, które określają położenie i pęd zanieczyszczeń w zbiorniku wodnym. Dostępne są modele dla poszczególnych elementów systemu hydrologicznego, takich jak spływ powierzchniowy ; istnieją również modele obejmujące cały basen, przeznaczone do transportu hydrologicznego oraz do zastosowań oceanicznych i przyujściowych. Często do analizy tych zjawisk stosuje się metody różnic skończonych i prawie zawsze wymagane są duże, złożone modele komputerowe .
Budowanie modelu
Modele jakości wody zawierają różne informacje, ale generalnie mają ten sam cel, którym jest zapewnienie wsparcia dowodowego kwestii związanych z wodą. Modele mogą być deterministyczne lub statystyczne w zależności od skali z modelem podstawowym, który jest zależny od tego, czy obszar jest w skali lokalnej, regionalnej czy globalnej. Innym aspektem, który należy wziąć pod uwagę w przypadku modelu, jest to, co należy zrozumieć lub przewidzieć w tym obszarze badawczym wraz z ustawieniem dowolnych parametrów definiujących badanie. Innym aspektem budowania modelu jakości wody jest poznanie odbiorców i dokładny cel prezentacji danych, takich jak poprawa zarządzania jakością wody dla prawodawców jakości wody w celu uzyskania najlepszych możliwych wyników.
Formuły i związane z nimi stałe
Jakość wody jest modelowana przez jedną lub więcej z poniższych formuł
- Preparat Advetive Transport
- Dyspersyjny preparat transportowy
- Formuła budżetu ciepła powierzchniowego
- Rozpuszczony preparat nasycenia tlenem
- Formuła ponownego napowietrzania
- Węglowy preparat odtleniający
- Biochemiczna formuła azotu z biochemicznym zapotrzebowaniem na tlen
- Formuła zapotrzebowania na tlen w osadzie (SOD)
- Formuła fotosyntezy i oddychania
- Formuła pH i zasadowość
- Formuła składników odżywczych (nawozy)
- Formuła alg
- Preparat zooplanktonu
- Formuła bakterii z grupy coli (np. Escherichia coli )
Modele SPARROW
Model SPARROW to regresja przestrzenna atrybutów zlewni, która pomaga zintegrować dane o jakości wody z informacjami o krajobrazie. Dokładniej, USGS wykorzystał ten model do przedstawienia długoterminowych zmian w zlewniach, aby dokładniej wyjaśnić pomiary wody w strumieniu w odniesieniu do źródeł w górnym biegu rzeki, jakości wody i właściwości zlewni. Modele te przewidują dane dla różnych skal przestrzennych i integrują dane dotyczące przepływu strumienia z jakością wody w wielu lokalizacjach w USA. Model SPARROW stosowany przez USGS skupiał się na składnikach odżywczych w głównych rzekach i estuariach kraju; model ten pomógł w lepszym zrozumieniu, skąd pochodzą składniki odżywcze, dokąd są transportowane w zbiornikach wodnych i gdzie trafiają (zbiorniki, inne estuaria itp.).
Zobacz też
- Modele transportu hydrologicznego
- Stochastyczny empiryczny model ładowania i rozcieńczania
- Model zarządzania wodą burzową
- Objętości wody na ziemi
- Zasoby wodne
- Jakość wody
- Wskaźniki jakości ścieków
- Równanie Streetera-Phelpsa
- PCLake
Bibliografia
- Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (EPA). Laboratorium Badań Środowiskowych, Ateny, GA (1985). „Części, stałe i preparaty kinetyczne w modelowaniu jakości wód powierzchniowych”. 2. wyd. Dokument numer. EPA/600/3-85/040.
Zewnętrzne linki
- Modelowanie jakości wody SPARROW - US Geological Survey - US Geological Survey
- BASINS - system analizy środowiskowej EPA integrujący GIS, krajowe dane dotyczące zlewni, ocenę oddziaływania na środowisko i narzędzia do modelowania
- Modele i narzędzia jakości wody — EPA
- Modele do badań całkowitego maksymalnego dziennego obciążenia — Departament Ekologii Stanu Waszyngton
- Zestaw narzędzi do modelowania zlewni — eWater Cooperative Research Centre, Australia
- Water Evaluation And Planning (WEAP) , zintegrowany model planowania zasobów wodnych, w tym jakości wody – Stockholm Environmental Institute (US)
- Stochastyczny Empiryczny Model Obciążenia i Rozcieńczenia (SELDM) - Model jakości wód opadowych US Geological Survey
- US Army Corps of Engineers Water Quality - Nowe oprogramowanie do modelowania jakości wody opracowane przez US Army Corps of Engineers