Tapos von Modellen, die für die Untersuchung der Wasserqualität gelten

Wasserqualitätsmodelle sind mathematische Formulierungen, die das Verhalten und die Auswirkungen von Schadstoffen in Wasser simulieren. In diesem Sinne werden mögliche Auswirkungen Szenarien von Schadstoffen vorgestellt, wobei verschiedene Formeln verwendet werden, die von bestimmten Parametern und Variablen beginnen.

Abhängig von der Quelle der Umweltverschmutzung und dem Gewässer, den Sie bewerten möchten, gibt es unterschiedliche Wasserqualitätsmodelle. Diese Modelle bestehen aus Computerprogrammen, die auf mathematischen Algorithmen basieren.

Wasserqualitätsbewertung. Quelle: CSIRO [CC von 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/bis/3.0)]]

Die Modelle integrieren Felddaten verschiedener Variablen und Faktoren, bestimmte Einstiegsbedingungen. Aus diesen Daten generieren die Modelle die möglichen Szenarien und extrapolieren Daten in Zeit und Raum basierend auf den Wahrscheinlichkeiten.

Der informativste Parameter zur Bewertung der Kontamination eines Gewässers ist der biochemische Nachfrage von Sauerstoff (BSB). Die meisten Modelle enthalten die Schätzung der BSB -Variation als Kriterium, um ihre Szenarien zu erzeugen.

Die Regierungen haben vorhanden. In diesem Sinne sind Modelle ein nützliches Instrument, um die möglichen Auswirkungen auf die Wasserqualität einer bestimmten Aktivität zu verstehen.

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Mathematische Grundlage

Die zur Vorhersage des Wasserqualitätsverhaltens verwendeten Modelle basieren auf Differentialgleichungen. Diese Gleichungen beziehen die Änderung in einer bestimmten Funktion auf die Größe der Änderung in einem anderen.

In Wasserqualitätsmodellen werden nichtlineare Differentialgleichungen verwendet, da Wasserverschmutzungsprozesse komplex sind (sie reagieren nicht auf ein lineares Ursache-Effekt-Verhältnis).

Parameter

Bei der Anwendung eines bestimmten Modells müssen eine Reihe von Parametern berücksichtigt werden.

Im Allgemeinen werden grundlegende Parameter wie biologischer Sauerstoffbedarf (BSB), chemischer Sauerstoffbedarf (DQO), Stickstoff und Phosphor vorhanden.

BSB ist einer der wichtigsten Verschmutzungsindikatoren, da hohe Werte auf eine große Anzahl von Mikroorganismen hinweisen. Für seinen Teil gibt der COD die Menge an Sauerstoff an.

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Die zu bewertenden Parameter hängen von der Art des Gewässers ab, entweder Lex (Seen, Lagunen, Sümpfe) oder lobisch (Flüsse, Bäche). Der Fluss muss auch berücksichtigt werden, ein Bereich, der, Wasser, Temperatur und Klima abdeckt.

Es ist auch notwendig, die zu bewertende Verschmutzungsquelle zu berücksichtigen.

Im Falle von Verschüttungen am Wasserkörper, der Art der Entladung, der von ihnen enthält Schadstoffe und sein Volumen wird berücksichtigt.

Einstufung

Es gibt zahlreiche mathematische Modelle, um das Verhalten von Schadstoffen in Wasserkörpern zu simulieren. Sie können je nach Art der Prozesse klassifiziert werden, die sie berücksichtigen (physikalisch, chemisch, biologisch) oder die Art der Lösungsmethode (empirisch, ungefähr, vereinfacht).

Die zur Klassifizierung dieser Modelle berücksichtigten Faktoren sind Dynamik und Dimensionalität.

Dynamisch

Stationäre Modelle sind der Betrachtung, dass es ausreicht, die Wahrscheinlichkeitsverteilung des Zustands des Schadstoffs in einem sozialen oder gegebenen Raum festzulegen. Anschließend extrapola diese Wahrscheinlichkeitsverteilung, die sie jederzeit und zu jeder Zeit und dem Raum dieses Wasserkörpers betrachtet.

In dynamischen Modellen wird angenommen, dass sich die Wahrscheinlichkeiten des Verhaltens von Schadstoffen im Laufe der Zeit und des Raums ändern können. Quasi-dynamische Modelle führen die Analyse in Teilen durch und erzeugen einen teilweisen Ansatz für die Dynamik des Systems.

Es gibt Programme, die sowohl im dynamischen als auch im quasi-dynamischen Modell funktionieren können.

Dimensionalität

Abhängig von den räumlichen Abmessungen, die das Modell berücksichtigt, gibt es dimensionale, eindimensionale (1d), zwei -dimensionale (2D) und dreidimensionale (3D) (3D).

Ein zusätzliches Modell berücksichtigt, dass das Medium in alle Richtungen homogen ist. Ein 1D -Modell kann räumliche Variation entlang eines Flusses beschreiben, jedoch nicht in seinem Kreuz oder in vertikal. Ein 2D -Modell berücksichtigt zwei dieser Dimensionen, während ein 3D sie alle umfasst.

Beispiele

Die Art des zu verwendenden Modells hängt vom Wasserkörper ab, um zu untersuchen und das Ziel der Studie zu leisten, und muss für jeden bestimmten Zustand kalibriert werden. Darüber hinaus müssen die Verfügbarkeit von Informationen und das Modell für das Modell berücksichtigt werden.

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Einige Beispiele für Modelle für Wasserqualitätsstudien in Flüssen, Strömungen und Seen werden nachstehend beschrieben:

Qual2k und Qual2KW (Wasserqualitätsmodell) Modell

Simuliert alle Wasserqualitätsvariablen unter einem simulierten konstanten Fluss. Simuliert zwei BSB -Ebenen, um Szenarien der Flusskapazität oder Strom zu entwickeln, um organische Schadstoffe abzubauen.

Dieses Modell ermöglicht auch die Simulation der resultierenden Menge an Kohlenstoff, Phosphor, Stickstoff, anorganischen Feststoffen, Phytoplankton und Detritus. Auf die gleiche Weise simuliert es die Menge an gelöstem Sauerstoff, was mögliche Eutrophierungsprobleme vorhersagt.

Andere Variablen wie pH oder die Fähigkeit, Krankheitserreger zu beseitigen.

Streeter -Phelps -Modell

Es ist ein sehr nützliches Modell, um das Verhalten der Konzentration eines bestimmten Schadstoffs im Einflussbereich einer Entladung in Richtung eines Flusses zu bewerten.

Einer der Schadstoffe, der einen bedeutenderen Effekt erzeugt. Daher enthält es eine mathematische Formulierung der Hauptprozesse, die mit gelöstem Sauerstoff in einem Fluss verbunden sind.

Mike11 -Modell

Simuliert verschiedene Prozesse wie den Abbau von organischer Substanz, Photosynthese und Atmung von Wasserpflanzen, Nitrifikation und Sauerstoffaustausch. Es ist gekennzeichnet durch die Simulation der Prozesse der Transformation und Dispersion von Schadstoffen.

Rios Modell

Dieses Modell wurde im Kontext des Beckenmanagements entwickelt und kombiniert biophysikalische, soziale und wirtschaftliche Daten.

Es erzeugt nützliche Informationen, um Sanierungskennzahlen zu planen, und umfasst Parameter wie gelöster Sauerstoff, Körper, Coliformen und giftige Substanzenanalyse.

Quasar -Modell (Qualitätssimulation entlang von Flusssystemen)

Der separate Fluss ist in Abschnitten modelliert, definiert durch die Nebenflüsse, Deponien und öffentliche Aufnahmen, die ankommen oder von ihm beginnen.

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Berücksichtigen Sie unter anderem den Durchfluss, die Temperatur, den pH -Wert, den BSB und die Konzentration von Nitraten Ammoniak, Escherichia coli, und gelöster Sauerstoff.

WASP (Wasserqualitätsanalyse -Simulationsprogramm)

Sie können die Untersuchung des Wasserkörpers in verschiedenen Abmessungen (1D, 2D oder 3D) ansprechen. Bei der Verwendung kann der Benutzer entscheiden, konstante oder variable kinetische Transportprozesse einzugeben.

Pünktliche und nicht -punktuelle Abfallentladungen können einbezogen werden, und ihre Anwendungen umfassen mehrere physikalische, chemische und biologische Modellierungsrahmen. Hier können verschiedene Aspekte wie Eutrophierung und giftige Substanzen einbezogen werden.

Aquasim -Modell

Dieses Modell dient dazu, die Wasserqualität sowohl in Flüssen als auch in Seen zu untersuchen. Es funktioniert als Durchflussdiagramm, sodass eine große Menge an Parametern simulieren kann.

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