Tapos model yang digunakan untuk mengkaji kualiti air

Model kualiti air adalah formulasi matematik yang mensimulasikan tingkah laku dan kesan bahan pencemar di dalam air. Dalam pengertian ini, kemungkinan senario impak bahan pencemar dibentangkan, menggunakan pelbagai formula yang bermula dari parameter dan pembolehubah tertentu.

Terdapat model kualiti air yang berbeza bergantung kepada sumber pencemaran dan badan air yang anda ingin menilai. Model -model ini terdiri daripada program komputer berdasarkan algoritma matematik.

Penilaian kualiti air. Sumber: CSIRO [CC oleh 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/oleh/3.0)]

Model mengintegrasikan data medan pelbagai pembolehubah dan faktor, lebih banyak keadaan kemasukan tertentu. Dari data ini, model menghasilkan senario yang mungkin, mengekstrapolasi data dalam masa dan ruang berdasarkan kebarangkalian.

Parameter yang paling bermaklumat untuk menilai pencemaran badan air adalah permintaan biokimia oksigen (BOD). Kebanyakan model termasuk anggaran variasi BOD sebagai kriteria untuk menghasilkan senario mereka.

Kerajaan telah menubuhkan peraturan kualiti air yang mesti dipenuhi untuk mendapatkan permit pelaksanaan yang berpotensi mencemarkan aktiviti. Dalam pengertian ini, model adalah alat yang berguna untuk memahami kesan yang mungkin terhadap kualiti air aktiviti tertentu.

[TOC]

Yayasan Matematik

Model yang digunakan untuk meramalkan tingkah laku kualiti air berdasarkan persamaan pembezaan. Persamaan ini berkaitan dengan jumlah perubahan dalam fungsi tertentu kepada magnitud perubahan yang lain.

Dalam model kualiti air, persamaan pembezaan bukan linear digunakan, kerana proses pencemaran air adalah kompleks (mereka tidak bertindak balas terhadap nisbah kesan sebab linear).

Parameter

Semasa memohon model tertentu, perlu mengambil kira satu siri parameter.

Secara umum, parameter asas seperti permintaan oksigen biologi (BOD), permintaan oksigen kimia (DQO), nitrogen dan fosforus yang dianggarkan.

BOD adalah salah satu petunjuk pencemaran yang paling penting, kerana nilai tinggi menunjukkan sejumlah besar mikroorganisma. Bagi bahagiannya, COD menunjukkan jumlah oksigen yang diperlukan untuk mengoksida bahan organik dengan cara kimia.

Boleh melayani anda: hakisan glasier: ciri, jenis, produk, akibat, contoh

Parameter yang akan dinilai bergantung kepada jenis badan air, sama ada Lex (tasik, lagun, rawa) atau lobik (sungai, sungai). Aliran juga mesti diambil kira, kawasan yang meliputi, jumlah air, suhu dan iklim.

Ia juga perlu mempertimbangkan sumber pencemaran yang akan dinilai, kerana setiap bahan pencemar mempunyai tingkah laku dan kesan yang berbeza.

Dalam kes tumpahan ke badan air, jenis pelepasan, bahan pencemar yang terkandung dan jumlahnya dianggap.

Klasifikasi

Terdapat banyak model matematik untuk mensimulasikan tingkah laku bahan pencemar dalam badan air. Mereka boleh diklasifikasikan bergantung kepada jenis proses yang mereka anggap (fizikal, kimia, biologi) atau jenis kaedah penyelesaian (empirikal, anggaran, dipermudahkan).

Faktor yang diambil kira untuk mengklasifikasikan model -model ini adalah dinamik dan dimensi.

Dinamik

Model pegun menganggap bahawa sudah cukup untuk menubuhkan pengagihan kebarangkalian keadaan bahan pencemar dalam seketika atau ruang yang diberikan. Selanjutnya, extrapola bahawa pengedaran kebarangkalian menganggapnya sama pada setiap masa dan ruang badan air itu.

Dalam model dinamik, diandaikan bahawa kebarangkalian tingkah laku pencemar dapat berubah dari masa ke masa dan ruang. Model Quasi-Dynamic Melakukan analisis di bahagian dan menghasilkan pendekatan separa kepada dinamik sistem.

Terdapat program yang boleh berfungsi dalam model dinamik dan kuasi-dinamik.

Dimensi

Bergantung pada dimensi spatial yang difikirkan oleh model, terdapat dimensi, satu -dimensi (1D), dua -dimensi (2D) dan tiga -dimensi (3D) (3D).

Model tambahan menganggap bahawa medium adalah homogen di semua arah. Model 1D dapat menggambarkan variasi spatial di sepanjang sungai, tetapi tidak di bahagian salib atau menegaknya. Model 2D akan mempertimbangkan dua dimensi ini, sementara satu 3D akan memasukkan mereka semua.

Contoh

Jenis model yang akan digunakan bergantung kepada badan air untuk mengkaji dan objektif kajian, dan mesti ditentukur untuk setiap keadaan tertentu. Di samping itu, ketersediaan maklumat dan proses menjadi model mesti dipertimbangkan.

Ia dapat melayani anda: hutan pine-foul

Beberapa contoh model untuk kajian kualiti air di sungai, arus dan tasik diterangkan di bawah:

Model Qual2K dan Qual2KW (Model Kualiti Air)

Simulasi semua pembolehubah kualiti air di bawah aliran malar simulasi. Meniru dua tahap BOD untuk membangunkan senario kapasiti sungai atau semasa untuk menurunkan bahan pencemar organik.

Model ini juga membolehkan mensimulasikan jumlah karbon, fosforus, nitrogen, pepejal bukan organik, fitoplankton dan detritus yang terhasil. Dengan cara yang sama, ia mensimulasikan jumlah oksigen terlarut, yang meramalkan masalah eutrophication yang mungkin.

Pembolehubah lain seperti pH atau keupayaan untuk menghapuskan patogen juga diunjurkan secara tidak langsung.

Model Streeter -Phelps

Ia adalah model yang sangat berguna untuk menilai tingkah laku kepekatan bahan pencemar tertentu dalam bidang pengaruh pelepasan ke arah sungai.

Salah satu bahan pencemar yang menghasilkan kesan yang lebih penting adalah bahan organik, jadi pemboleh ubah yang paling bermaklumat dalam model ini adalah permintaan untuk oksigen terlarut. Oleh itu, ia termasuk formulasi matematik proses utama yang berkaitan dengan oksigen terlarut di sungai.

Model Mike11

Meniru pelbagai proses seperti kemerosotan bahan organik, fotosintesis dan pernafasan tumbuhan akuatik, nitrifikasi dan pertukaran oksigen. Ia dicirikan dengan mensimulasikan proses transformasi dan penyebaran bahan pencemar.

Model Rios

Model ini direka dalam konteks pengurusan lembangan dan menggabungkan data biofisik, sosial dan ekonomi.

Ia menghasilkan maklumat berguna untuk merancang langkah pemulihan dan termasuk parameter seperti oksigen terlarut, BOD, koliform dan analisis bahan toksik.

Model Quasar (simulasi kualiti di sepanjang sistem sungai)

Sungai yang berasingan dimodelkan di bahagian, yang ditakrifkan oleh anak sungai, tapak pelupusan dan tembakan awam yang tiba atau bermula daripadanya.

Boleh melayani anda: jenis ekosistem dan ciri -ciri mereka

Pertimbangkan antara parameter lain aliran, suhu, pH, BOD dan kepekatan ammonia nitrat, Escherichia coli, dan oksigen terlarut.

WASP (Program Simulasi Analisis Kualiti Air)

Anda boleh menangani kajian badan air dalam dimensi yang berbeza (1D, 2D atau 3D). Apabila menggunakannya, pengguna boleh memilih untuk memasukkan proses pengangkutan kinetik yang berterusan atau berubah -ubah.

Pelepasan sisa masa yang tepat dan tidak berfungsi boleh dimasukkan dan aplikasi mereka termasuk beberapa bingkai pemodelan fizikal, kimia dan biologi. Di sini aspek yang berbeza seperti eutrophication dan bahan toksik boleh dimasukkan.

Model Aquasim

Model ini berfungsi untuk mengkaji kualiti air di kedua -dua sungai dan tasik. Ia berfungsi sebagai gambarajah aliran, membolehkan untuk mensimulasikan sejumlah besar parameter.

Rujukan

1. Castro-Huertas MA (2015) Permohonan Qual2KW dalam pemodelan kualiti air Sungai Guacaica, Jabatan Caldas, Colombia. Kerja ijazah. Fakulti Kejuruteraan dan Senibina, Jabatan Kejuruteraan Kimia, Universiti Kebangsaan Colombia. Colombia. 100 p.
2. Di Toro DM, JJ Fitzpatrick YRV Thomann (1981) Program Simulasi Analisis Kualiti Air (WASP) dan Program Pengesahan Model (MVP) - Dokumentasi. Hydroscience, Inc., Westwood, NY, untuk anda.S. EPA, Duluth, MN, Kontrak No. 68-01-3872.
3. López-Vázquez CM, G Buitrón-Méndez, García dan FJ Cervantes-Rarrillo (eds.) (2017). Rawatan Air Sisa Biologi. Prinsip, pemodelan dan reka bentuk. IWA Publishing. 580 p.
4. Matovelle C (2017) Model matematik kualiti air yang digunakan di mikrobasin sungai Tabacay. Teknik Majalah Killkana 1: 39-48.
5. Ordoñez-Moncada J dan M Palacios-Quevedo (2017) Model Kualiti Air. Konsesi Jalan Kesatuan Selatan. Konsortium SH. Jalan berganda. Rumichaca-pasto. Jabatan Nariño. Hse, nasihat dan kejuruteraan alam sekitar.Ke.S. 45 p.
6. Reichert P (1998) Aquasim 2.0 - Manual Pengguna, Program Komputer untuk Pengenalpastian dan Simulasi Sistem Akuatik, Institut Persekutuan Sains dan Teknologi Alam Sekitar Swiss (EAWAG), Switzerland.
7. Rendón-Velázquez CM (2013) Model matematik kualiti air di tasik dan takungan. Tesis. Fakulti Kejuruteraan. Universiti Autonomi Negara Mexico. Mexico, d.F. 95 p.