Моделирование качества воды - Water quality modelling

Моделирование качества воды включает данные о качестве воды с использованием математическое моделирование техники. Моделирование качества воды помогает людям понять важность вопросов качества воды, а модели предоставляют лицам, определяющим политику, доказательства, позволяющие принимать решения для надлежащего смягчения воздействия воды.[1] Моделирование качества воды также помогает определить корреляцию с составляющими источниками и качеством воды, а также выявить пробелы в информации.[2] В связи с увеличением использования пресной воды людьми моделирование качества воды особенно актуально.[3] как на локальном, так и на глобальном уровне. Чтобы понять и спрогнозировать изменения с течением времени в нехватка воды, изменение климата и экономический фактор водных ресурсов,[1] Для моделей качества воды потребуется достаточно данных, включая водные объекты как на местном, так и на глобальном уровнях.

Типичный качество воды модель состоит из набора формулировок, представляющих физические механизмы, которые определяют положение и импульс загрязняющие вещества в водоеме.[4] Доступны модели для отдельных компонентов гидрологической системы, таких как поверхностный сток;[5] существуют также бассейновые модели, учитывающие гидрологический транспорт и для океанов и устьев рек. Часто конечная разница используются методы анализа этих явлений, и почти всегда большие сложные компьютерные модели необходимы.[6]

Построение модели

Модели качества воды содержат разную информацию, но, как правило, преследуют одну и ту же цель - обеспечить доказательную поддержку водных проблем. Модели могут быть детерминированными или статистическими в зависимости от масштаба базовой модели,[2] который зависит от того, является ли территория локальным, региональным или глобальным. Другой аспект, который следует учитывать для модели, - это то, что необходимо понять или предсказать в этой области исследования, а также установить какие-либо параметры для определения исследования. Еще одним аспектом построения модели качества воды является знание аудитории и точной цели представления данных, например, для улучшения управления качеством воды.[7] за закон о качестве воды производителей для наилучших возможных результатов.

Формулировки и связанные константы

Качество воды моделируется одной или несколькими из следующих формулировок.

  • Состав для адвективного транспорта
  • Состав для дисперсионного транспорта
  • Формулировка баланса тепла поверхности
  • Состав для насыщения растворенным кислородом
  • Состав для реаэрации
  • Углеродистый состав для дезоксигенации
  • Определение потребности в азотном биохимическом кислороде
  • Формулировка потребности в кислороде осадка (SOD)
  • Формулировка фотосинтеза и дыхания
  • Состав pH и щелочности
  • Состав питательных веществ (удобрений)
  • Состав водорослей
  • Состав зоопланктона
  • Состав бактерий группы кишечной палочки (например, кишечная палочка )

Модели SPARROW

Модель SPARROW - это регрессия по атрибутам водораздела с привязкой к SPA, которая помогает интегрировать данные о качестве воды с информацией о ландшафте.[2] В частности, USGS использовали эту модель для отображения долгосрочных изменений в водоразделы для дальнейшего объяснения измерения воды в реке в отношении источников вверх по течению, качества воды и свойств водосбора. Эти модели предсказывают данные для различных пространственных масштабов и объединяют данные о речном стоке с качеством воды во многих местах по всей территории США.[2] Модель SPARROW, используемая Геологической службой США, сосредоточена на питательных веществах в основных реках и устьях нации; эта модель помогла лучше понять, откуда берутся питательные вещества, куда они переносятся, находясь в водоемах, и где они попадают (водоемы, другие эстуарии и т. д.).[2]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Тан, Тинг; Строкаль, Марина; van Vliet, Michelle T.H .; Сюнтьенс, Пит; Бурек, Питер; Крезе, Каролин; Ланган, Саймон; Вада, Ёсихидэ (февраль 2019 г.). «Объединение моделей качества воды в глобальном, бассейновом и местном масштабе для улучшения управления качеством воды во всем мире». Текущее мнение об экологической устойчивости. 36: 39–48. Дои:10.1016 / j.cosust.2018.10.004.
  2. ^ а б c d е Престон, С. «МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОРОБЬЯ - Улучшение понимания качества воды в стране». USGS - через Департамент внутренних дел США.
  3. ^ Бозорг-Хаддад, Омид; Сулеймани, Шима; Лоайсига, Хьюго А. (июль 2017 г.). «Моделирование параметров качества воды с использованием генетического алгоритма - метод наименьших квадратов поддерживает векторную регрессию и генетическое программирование». Журнал экологической инженерии. 143 (7): 04017021. Дои:10.1061 / (ASCE) EE.1943-7870.0001217. ISSN  0733-9372.
  4. ^ Чжан, Ваншунь; Ван, Ян; Пэн, Хун; Ли, Итин; Тан, Цзюшань; Ву, К. Бенджамин (февраль 2010 г.). «Совместная модель количества и качества воды для анализа распределения воды». Управление водными ресурсами. 24 (3): 485–511. Дои:10.1007 / s11269-009-9456-8. ISSN  0920-4741.
  5. ^ Vallet, B .; Muschalla, D .; Lessard, P .; Ванроллегхем, П.А. (2014-04-03). «Новая динамическая модель качества воды для бассейнов ливневых стоков как инструмент управления городским стоком: концепция и проверка». Городской водный журнал. 11 (3): 211–220. Дои:10.1080 / 1573062X.2013.775313. ISSN  1573-062X.
  6. ^ Лю, Яозе; Ли, Сиси; Уоллес, Карлингтон В .; Чаубей, Индраджит; Фланаган, Деннис С.; Теллер, Лоуренс О .; Энгель, Бернард А. (сентябрь 2017 г.). «Сравнение компьютерных моделей для оценки гидрологии и качества воды в сельскохозяйственном водосборе». Управление водными ресурсами. 31 (11): 3641–3665. Дои:10.1007 / s11269-017-1691-9. ISSN  0920-4741.
  7. ^ «Объединение моделей качества воды в глобальном, бассейновом и местном масштабе для улучшения управления качеством воды во всем мире». Текущее мнение об экологической устойчивости. 36: 39–48. 2019-02-01. Дои:10.1016 / j.cosust.2018.10.004. ISSN  1877-3435.

внешняя ссылка