Model DSSAM
Model DSSAM (Dynamic Stream Simulation and Assessment Model) to symulacja komputerowa opracowana dla rzeki Truckee w celu analizy wpływu decyzji dotyczących użytkowania gruntów i gospodarki ściekowej na jakość wody w dorzeczu rzeki Truckee. Obszar ten obejmuje miasta Reno i Sparks, Nevada oraz dorzecze jeziora Tahoe . Model ten jest historycznie i alternatywnie nazywany Earth Metrics Truckee River Model . Od pierwotnego rozwoju w latach 1984-1986 w ramach kontraktu z amerykańską Agencją Ochrony Środowiska (EPA), model był udoskonalany, a kolejne wersje otrzymały nazwy DSSAM II i DSSAM III. Ten model transportu hydrologicznego jest oparty na mierniku ładunku zanieczyszczeń zwanym Całkowitym maksymalnym dziennym ładunkiem (TMDL). Sukces tego sztandarowego modelu przyczynił się do szerszego zaangażowania Agencji w wykorzystanie podstawowego protokołu TMDL w krajowej polityce zarządzania większością systemów rzecznych w Stanach Zjednoczonych .
Rzeka Truckee ma długość ponad 115 mil (185 km) i odprowadza wodę z obszaru około 3120 mil kwadratowych, nie licząc zasięgu zlewni jeziora Tahoe . Model DSSAM ustanawia liczne stacje na całym odcinku rzeki oraz znaczną liczbę punktów monitoringowych wewnątrz Jeziora Piramidowego Wielkiego Basenu , będącego odbiorcą wód tego zamkniętego systemu hydrologicznego. Chociaż region jest słabo zaludniony, jest to ważne, ponieważ jezioro Tahoe jest odwiedzane przez 20 milionów osób rocznie, a jakość wody w rzece Truckee wpływa na co najmniej dwa zagrożone gatunki: frajera Cui-ui i pstrąga z Lahontan .
Historia rozwoju
Impuls do opracowania ilościowego modelu prognostycznego zrodził się z trendu historycznie malejącego natężenia przepływu rzek w połączeniu z konfliktami jurysdykcyjnymi i plemiennymi dotyczącymi praw wodnych, a także troski o rzeczną faunę i florę. Kiedy zaproponowano rozbudowę oczyszczalni ścieków Reno-Sparks, EPA zdecydowała się sfinansować szeroko zakrojony wysiłek badawczy w celu stworzenia oprogramowania symulacyjnego i równoległego programu do zbierania danych terenowych w rzece Truckee i jeziorze Pyramid. Dla stacji rzecznych wykonano pomiary jakości wody w strefie bentosowej oraz strefie tematycznej; w przypadku Pyramid Lake do pobierania próbek na różnych głębokościach iw różnych miejscach używano łodzi. Firma Earth Metrics opracowała oprogramowanie dla modelu komputerowego pierwszej generacji i zebrała dane terenowe dotyczące jakości wody i natężenia przepływu w rzece Truckee. Po kalibracji modelu wykonano przebiegi w celu oceny wpływu alternatywnych kontroli użytkowania gruntów i parametrów zrzutu oczyszczonych ścieków .
Model DSSAM jest skonstruowany tak, aby umożliwić dynamiczny rozkład większości zanieczyszczeń; na przykład całkowity azot i fosfor mogą być zużywane przez algi bentosowe na każdym etapie czasowym, a zbiorowiskom glonów przypisuje się osobną dynamikę populacji w każdym biegu rzeki (np. tempo metabolizmu oparte na temperaturze rzeki). Źródła w całym zlewni obejmują niepunktowe rolnicze i miejskie wody deszczowe, a także wiele punktowych zrzutów oczyszczonych ścieków komunalnych.
Po opracowaniu, kalibracji i zastosowaniu modelu DSSAM pierwszej generacji wprowadzono późniejsze udoskonalenia. Te ulepszenia funkcjonalności modelu koncentrowały się na zwiększonej elastyczności w modelowaniu diel , a także umożliwiły włączenie analizy cząstek stałych azotu i fosforu. W trakcie opracowywania DSSAM III dokonano kilku zmian w działaniu i zakresie modelu.
Aplikacje
Dokonano wielu różnych zastosowań modelu, w tym (a) analiza polityk publicznych dotyczących spływu miejskich wód opadowych , (b) badanie rolniczych metod minimalizacji spływu powierzchniowego , (c) innowacyjne rozwiązania w zakresie niepunktowej kontroli źródeł oraz d) inżynieryjne aspekty zrzut ścieków oczyszczonych. Jeśli chodzi o spływ wód opadowych w hrabstwie Washoe , przeanalizowano poszczególne elementy nowego rozporządzenia dotyczącego krajobrazu kserograficznego pod kątem skuteczności przy użyciu modelu. Dla różnych zastosowań rolniczych w zlewni przeprowadzono model, aby zrozumieć główne źródła negatywnego wpływu, oraz opracowano praktyki zarządzania w celu zmniejszenia zanieczyszczenia rzeki. Wykorzystanie modelu zostało specjalnie przeprowadzone w celu analizy przetrwania dwóch zagrożonych gatunków występujących w rzece Truckee i jeziorze Pyramid : frajer Cui-ui (zagrożony 1967) i pstrąg łososiowaty Lahontan (zagrożony 1970). Gdy model jest używany do spływu powierzchniowego docierającego do strumienia, ten dopływ zanieczyszczeń można postrzegać jako źródło liniowe (np. ciągłe liniowe źródło zanieczyszczeń przedostające się do drogi wodnej).
Zobacz też
- Zanieczyszczenie źródła niepunktowego
- modelu SWAT-u
- Stochastyczny empiryczny model ładowania i rozcieńczania
- Model zarządzania wodami burzowymi