Modelování kvality vody - Water quality modelling

Modelování kvality vody zahrnuje použití údajů o kvalitě vody matematická simulace techniky. Modelování kvality vody pomáhá lidem porozumět důležitosti problémů s kvalitou vody a modely poskytují tvůrcům politik důkazy pro rozhodování za účelem správného zmírnění vody.[1] Modelování kvality vody také pomáhá určovat korelace k základním zdrojům a kvalitě vody spolu s identifikací informačních mezer.[2] Kvůli nárůstu využívání sladké vody mezi lidmi je zvláště důležité modelování kvality vody[3] na místní i globální úrovni. Abychom pochopili a předvídali změny v průběhu času v nedostatek vody, změna klimatu a ekonomický faktor vodních zdrojů,[1] modely kvality vody by potřebovaly dostatek údajů, protože by zahrnovaly vodní útvary z místní i globální úrovně.

Typický Kvalita vody model se skládá ze souboru formulací představujících fyzikální mechanismy, které určují polohu a hybnost znečišťující látky ve vodním útvaru.[4] K dispozici jsou modely pro jednotlivé komponenty hydrologického systému, jako např povrchový odtok;[5] existují také modely řešení pro celé povodí hydrologický transport a pro oceánské a ústí řek. Často konečný rozdíl metody se používají k analýze těchto jevů a téměř vždy velkého komplexu počítačové modely jsou potřeba.[6]

Budování modelu

Modely kvality vody mají různé informace, ale obecně mají stejný účel, kterým je evidentní podpora problémů s vodou. Modely mohou být buď deterministické nebo statistické v závislosti na měřítku se základním modelem,[2] což závisí na tom, zda je oblast v místním, regionálním nebo globálním měřítku. Dalším aspektem, který je třeba vzít v úvahu pro model, je to, co je třeba chápat nebo předvídat o dané oblasti výzkumu spolu s nastavením jakýchkoli parametrů pro definování výzkumu. Dalším aspektem budování modelu kvality vody je znalost publika a přesný účel prezentace údajů, jako je zlepšení řízení kvality vody[7] pro zákon o kvalitě vody tvůrci pro nejlepší možné výsledky.

Formulace a související konstanty

Kvalita vody je modelována jednou nebo více z následujících formulací

  • Výhodná transportní formulace
  • Disperzní transportní formulace
  • Formulace rozpočtu povrchového tepla
  • Formulace rozpuštěného kyslíku
  • Reaerační formulace
  • Formulace kyslíkatého odkysličení
  • Formulace dusíkaté biochemické spotřeby kyslíku
  • Formulace spotřeby kyslíku v sedimentu (SOD)
  • Fotosyntéza a formulace dýchání
  • Formulace pH a zásaditosti
  • Formulace živin (hnojiva)
  • Formulace řas
  • Formulace zooplanktonu
  • Formulace koliformních bakterií (např. Escherichia coli )

Modely SPARROW

Model SPARROW je SPAtially-Referenced Regression on Watershed attributes, který pomáhá integrovat data o kvalitě vody s informacemi o krajině.[2] Přesněji řečeno USGS použil tento model k zobrazení dlouhodobých změn uvnitř povodí dále vysvětlit měření vody v proudu ve vztahu k protiproudým zdrojům, kvalitě vody a vlastnostem povodí. Tyto modely předpovídají data pro různá prostorová měřítka a integrují data toku dat s kvalitou vody na mnoha místech v USA.[2] Model SPARROW používaný USGS se zaměřil na živiny v hlavních řekách a ústí řek národa; tento model pomohl lépe porozumět tomu, odkud živiny pocházejí, kam jsou transportovány do vodních útvarů a kam končí (nádrže, jiné ústí řek atd.).[2]

Viz také

Reference

  1. ^ A b Tang, Ting; Strokal, Maryna; van Vliet, Michelle T.H .; Seuntjens, Piet; Burek, Peter; Kroeze, Carolien; Langan, Simon; Wada, Yoshihide (únor 2019). „Přemostění globálního, kvalitativního a regionálního modelování kvality vody směrem k lepšímu řízení kvality vody po celém světě“. Aktuální názor na udržitelnost životního prostředí. 36: 39–48. doi:10.1016 / j.cosust.2018.10.004.
  2. ^ A b C d E Preston, S.D. „SPARROW MODELING — Zlepšení porozumění kvalitě vody národa“. USGS - prostřednictvím amerického ministerstva vnitra.
  3. ^ Bozorg-Haddad, Omid; Soleimani, Shima; Loáiciga, Hugo A. (červenec 2017). „Modelování parametrů kvality vody pomocí genetického algoritmu - nejmenší čtverce podporují vektorovou regresi a genetické programování“. Journal of Environmental Engineering. 143 (7): 04017021. doi:10.1061 / (ASCE) EE.1943-7870.0001217. ISSN  0733-9372.
  4. ^ Zhang, Wanshun; Wang, Yan; Peng, Hong; Li, Yiting; Tang, Jushan; Wu, K. Benjamin (únor 2010). „Model množství a kvality vázané vody pro analýzu alokace vody“. Řízení vodních zdrojů. 24 (3): 485–511. doi:10.1007 / s11269-009-9456-8. ISSN  0920-4741.
  5. ^ Vallet, B .; Muschalla, D .; Lessard, P .; Vanrolleghem, P.A. (2014-04-03). „Nový dynamický model kvality vody pro povodí dešťové vody jako nástroj pro správu městských odtoků: koncepce a validace“. Městský vodní deník. 11 (3): 211–220. doi:10.1080 / 1573062X.2013.775313. ISSN  1573-062X.
  6. ^ Liu, Yaoze; Li, Sisi; Wallace, Carlington W .; Chaubey, Indrajeet; Flanagan, Dennis C .; Theller, Lawrence O .; Engel, Bernard A. (září 2017). „Srovnání počítačových modelů pro odhad hydrologie a kvality vody v povodí“. Řízení vodních zdrojů. 31 (11): 3641–3665. doi:10.1007 / s11269-017-1691-9. ISSN  0920-4741.
  7. ^ „Přemostění globálního, kvalitativního a regionálního modelování kvality vody směrem k lepšímu řízení kvality vody po celém světě“. Aktuální názor na udržitelnost životního prostředí. 36: 39–48. 2019-02-01. doi:10.1016 / j.cosust.2018.10.004. ISSN  1877-3435.

externí odkazy