Tapo model yang berlaku untuk studi kualitas air

Model kualitas air adalah formulasi matematika yang mensimulasikan perilaku dan efek polutan dalam air. Dalam hal ini, kemungkinan skenario dampak polutan disajikan, menggunakan berbagai formula yang dimulai dari parameter dan variabel tertentu.

Ada model kualitas air yang berbeda tergantung pada sumber polusi dan badan air yang ingin Anda evaluasi. Model -model ini terdiri dari program komputer berdasarkan algoritma matematika.

Evaluasi Kualitas Air. Sumber: CSIRO [CC oleh 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/oleh/3.0)]

Model mengintegrasikan data lapangan dari berbagai variabel dan faktor, kondisi masuk yang lebih tertentu. Dari data ini, model menghasilkan skenario yang mungkin, mengekstrapolasi data dalam waktu dan ruang berdasarkan probabilitas.

Parameter paling informatif untuk mengevaluasi kontaminasi badan air adalah permintaan biokimia oksigen (BOD). Sebagian besar model termasuk estimasi variasi BOD sebagai kriteria untuk menghasilkan skenario mereka.

Pemerintah telah menetapkan peraturan kualitas air yang harus dipenuhi untuk mendapatkan izin eksekusi dari kegiatan yang berpotensi mencemari. Dalam hal ini, model adalah alat yang berguna untuk memahami kemungkinan dampak pada kualitas air dari aktivitas yang diberikan.

[TOC]

Yayasan Matematika

Model yang digunakan untuk memperkirakan perilaku kualitas air didasarkan pada persamaan diferensial. Persamaan ini menghubungkan jumlah perubahan dalam fungsi tertentu dengan besarnya perubahan yang lain.

Dalam model kualitas air, persamaan diferensial non-linear digunakan, karena proses polusi air kompleks (mereka tidak menanggapi rasio efek sebab linier).

Parameter

Saat menerapkan model tertentu, perlu untuk memperhitungkan serangkaian parameter.

Secara umum, parameter dasar seperti permintaan oksigen biologis (BOD), permintaan oksigen kimia (DQO), nitrogen dan fosfor yang ada diperkirakan diperkirakan.

BOD adalah salah satu indikator polusi yang paling penting, karena nilai tinggi menunjukkan sejumlah besar mikroorganisme. Untuk bagiannya, COD menunjukkan jumlah oksigen yang diperlukan untuk mengoksidasi bahan organik dengan cara kimia.

Dapat melayani Anda: erosi gletser: karakteristik, jenis, produk, konsekuensi, contoh

Parameter yang akan dievaluasi tergantung pada jenis badan air, baik Lex (danau, laguna, rawa) atau lobik (sungai, aliran). Aliran juga harus diperhitungkan, area yang mencakup, volume air, suhu dan iklim.

Juga perlu untuk mempertimbangkan sumber polusi yang akan dievaluasi, karena setiap kontaminan memiliki perilaku dan efek yang berbeda.

Dalam kasus tumpahan ke badan air, jenis debit, polutan yang dikandungnya dan volumenya dipertimbangkan.

Klasifikasi

Ada banyak model matematika untuk mensimulasikan perilaku polutan dalam badan air. Mereka dapat diklasifikasikan tergantung pada jenis proses yang mereka pertimbangkan (fisik, kimia, biologis) atau jenis metode solusi (empiris, perkiraan, disederhanakan).

Faktor -faktor yang diperhitungkan untuk mengklasifikasikan model -model ini adalah dinamika dan dimensi.

Dinamis

Model stasioner menganggap bahwa itu cukup untuk menetapkan distribusi probabilitas keadaan polutan dalam sekejap atau ruang yang diberikan. Selanjutnya, ekstrapola distribusi probabilitas mengingat hal itu sama setiap saat dan ruang dari badan air itu.

Dalam model dinamis, diasumsikan bahwa probabilitas perilaku polutan dapat berubah dari waktu ke waktu. Model kuasi-dinamis melakukan analisis dalam beberapa bagian dan menghasilkan pendekatan parsial untuk dinamika sistem.

Ada program yang dapat bekerja baik dalam model dinamis dan kuasi-dinamis.

Kematraan

Bergantung pada dimensi spasial yang dipertimbangkan model, ada dimensi, satu -dimensi (1D), dua -dimensi (2D) dan tiga -dimensi (3D) (3D).

Model tambahan mempertimbangkan bahwa media homogen di semua arah. Model 1D dapat menggambarkan variasi spasial di sepanjang sungai, tetapi tidak di salibnya atau bagian vertikal. Model 2D akan mempertimbangkan dua dimensi ini, sedangkan satu 3D akan memasukkan semuanya.

Contoh

Jenis model yang akan digunakan tergantung pada badan air untuk mempelajari dan tujuan penelitian, dan harus dikalibrasi untuk setiap kondisi tertentu. Selain itu, ketersediaan informasi dan proses yang akan menjadi model harus dipertimbangkan.

Itu bisa melayani Anda: hutan pinus-foul

Beberapa contoh model untuk studi kualitas air di sungai, arus dan danau dijelaskan di bawah ini:

Model Qual2K dan Qual2KW (Model Kualitas Air)

Mensimulasikan semua variabel kualitas air di bawah aliran konstan yang disimulasikan. Mensimulasikan dua tingkat BOD untuk mengembangkan skenario kapasitas sungai atau arus untuk menurunkan polutan organik.

Model ini juga memungkinkan mensimulasikan jumlah karbon, fosfor, nitrogen, padatan anorganik, fitoplankton, dan detritus anorganik, fitoplankton, dan detritus. Dengan cara yang sama, ini mensimulasikan jumlah oksigen terlarut, yang memprediksi kemungkinan masalah eutrofikasi.

Variabel lain seperti pH atau kemampuan untuk menghilangkan patogen juga diproyeksikan secara tidak langsung.

Streeter -Phelps Model

Ini adalah model yang sangat berguna untuk mengevaluasi perilaku konsentrasi polutan spesifik di bidang pengaruh debit terhadap sungai.

Salah satu polutan yang menghasilkan efek yang lebih signifikan adalah bahan organik, jadi variabel paling informatif dalam model ini adalah permintaan oksigen terlarut. Oleh karena itu, ini termasuk formulasi matematika dari proses utama yang terkait dengan oksigen terlarut di sungai.

Model Mike11

Mensimulasikan berbagai proses seperti degradasi bahan organik, fotosintesis dan pernapasan tanaman air, nitrifikasi dan pertukaran oksigen. Ini ditandai dengan mensimulasikan proses transformasi dan dispersi polutan.

Model Rios

Model ini dirancang dalam konteks manajemen cekungan dan menggabungkan data biofisik, sosial dan ekonomi.

Ini menghasilkan informasi yang berguna untuk merencanakan langkah -langkah perbaikan dan mencakup parameter seperti oksigen terlarut, BOD, coliform dan analisis zat beracun.

Model quasar (simulasi kualitas di sepanjang sistem sungai)

Sungai yang terpisah dimodelkan di bagian, ditentukan oleh anak -anak sungai, tempat pembuangan sampah dan tembakan publik yang datang atau mulai darinya.

Dapat melayani Anda: jenis ekosistem dan karakteristiknya

Pertimbangkan di antara parameter lain aliran, suhu, pH, BOD dan konsentrasi nitrat amonia, Escherichia coli, dan oksigen terlarut.

WASP (Program Simulasi Analisis Kualitas Air)

Anda dapat mengatasi studi tentang badan air dalam dimensi yang berbeda (1D, 2D atau 3D). Saat menggunakannya, pengguna dapat memilih untuk memasukkan proses transportasi kinetik konstan atau variabel.

Pelepasan limbah tepat waktu dan non -spunctu dapat dimasukkan dan aplikasinya mencakup beberapa bingkai pemodelan fisik, kimia dan biologis. Di sini berbagai aspek seperti eutrofikasi dan zat beracun dapat dimasukkan.

Model Aquasm

Model ini berfungsi untuk mempelajari kualitas air di sungai dan danau. Ini berfungsi sebagai diagram aliran, memungkinkan untuk mensimulasikan sejumlah besar parameter.

Referensi

1. Castro-Huertas MA (2015) Penerapan Qual2KW dalam Pemodelan Kualitas Air Sungai Guacaica, Departemen Caldas, Kolombia. Pekerjaan gelar. Fakultas Teknik dan Arsitektur, Departemen Teknik Kimia, Universitas Nasional Kolombia. Kolumbia. 100 p.
2. Di Toro DM, JJ Fitzpatrick YRV Thomann (1981) Program Simulasi Analisis Kualitas Air (WASP) dan Program Verifikasi Model (MVP) - Dokumentasi. Hydroscience, Inc., Westwood, NY, untukmu.S. EPA, Duluth, MN, Kontrak Tidak. 68-01-3872.
3. López-Vázquez CM, G Buitrón-Méndez, García dan FJ Cervantes-Rarrillo (eds.) (2017). Pengolahan air limbah biologis. Prinsip, Pemodelan dan Desain. IWA Publishing. 580 hal.
4. Matovelle C (2017) Model matematika kualitas air yang diterapkan dalam mikrobasin Sungai Tabacay. Teknik Majalah Killkana 1: 39-48.
5. Ordoñez-Moncada J dan M Palacios-Quevedo (2017) Model Kualitas Air. Pemegang konsesi South Union Road. Konsorsium SH. Jalan ganda. Rumichaca-Pasto. Departemen Nariño. HSE, Saran dan Teknik Lingkungan S.KE.S. 45 hal.
6. Reichert P (1998) Aquasim 2.0 - Manual Pengguna, Program Komputer untuk Identifikasi dan Simulasi Sistem Akuatik, Institut Federal Swiss untuk Ilmu dan Teknologi Lingkungan (EAWAG), Swiss.
7. Rendón-Velázquez CM (2013) Model matematika kualitas air di danau dan reservoir. Tesis. Fakultas Teknik. Universitas Otonomi Nasional Meksiko. Meksiko, d.F. 95 hal.