El modelado de la calidad del agua implica datos basados en la calidad del agua que utilizan técnicas de simulación matemática . El modelado de la calidad del agua ayuda a las personas a comprender la importancia de los problemas de calidad del agua y los modelos proporcionan evidencia para que los responsables políticos tomen decisiones con el fin de mitigar adecuadamente el agua. [1] El modelado de la calidad del agua también ayuda a determinar las correlaciones con las fuentes constituyentes y la calidad del agua, además de identificar las lagunas de información. [2] Debido al aumento en el uso de agua dulce entre las personas, el modelado de la calidad del agua es especialmente relevante [3] tanto a nivel local como global. Para comprender y predecir los cambios a lo largo del tiempo en la escasez de agua., el cambio climático y el factor económico de los recursos hídricos, [1] los modelos de calidad del agua necesitarían datos suficientes al incluir cuerpos de agua tanto a nivel local como global.
Un modelo típico de calidad del agua consiste en una colección de formulaciones que representan los mecanismos físicos que determinan la posición y el momento de los contaminantes en un cuerpo de agua. [4] Hay modelos disponibles para componentes individuales del sistema hidrológico, como la escorrentía superficial ; [5] también existen modelos para toda la cuenca que abordan el transporte hidrológico y para aplicaciones oceánicas y estuarinas. A menudo se utilizan métodos de diferencias finitas para analizar estos fenómenos y, casi siempre, se requieren grandes modelos informáticos complejos . [6]
Construyendo un modelo
Los modelos de calidad del agua tienen información diferente, pero generalmente tienen el mismo propósito, que es proporcionar apoyo probatorio de los problemas del agua. Los modelos pueden ser deterministas o estadísticos dependiendo de la escala con el modelo base, [2] que depende de si el área es local, regional o global. Otro aspecto a considerar para un modelo es lo que debe entenderse o predecirse sobre esa área de investigación junto con el establecimiento de los parámetros para definir la investigación. Otro aspecto de la construcción de un modelo de calidad del agua es conocer a la audiencia y el propósito exacto de presentar datos como mejorar la gestión de la calidad del agua [7] para los legisladores de la calidad del agua para obtener los mejores resultados posibles.
Formulaciones y constantes asociadas
La calidad del agua está modelada por una o más de las siguientes formulaciones
- Formulación de transporte advectivo
- Formulación de transporte dispersivo
- Formulación de presupuesto de calor de superficie
- Formulación de saturación de oxígeno disuelto
- Formulación de reaireación
- Formulación de desoxigenación carbonosa
- Formulación de demanda de oxígeno bioquímico nitrogenado
- Formulación de demanda de oxígeno de sedimentos (SOD)
- Formulación de fotosíntesis y respiración.
- Formulación de pH y alcalinidad
- Formulación de nutrientes (fertilizantes)
- Formulación de algas
- Formulación de zooplancton
- Formulación de bacterias coliformes (por ejemplo, Escherichia coli )
Modelos SPARROW
Un modelo SPARROW es una regresión con referencias espaciales de los atributos de las cuencas hidrográficas, que ayuda a integrar los datos de calidad del agua con la información del paisaje. [2] Más específicamente, el USGS usó este modelo para mostrar los cambios a largo plazo dentro de las cuencas hidrográficas para explicar mejor la medición del agua en la corriente en relación con las fuentes aguas arriba, la calidad del agua y las propiedades de la cuenca. Estos modelos predicen datos para varias escalas espaciales e integran los datos del caudal con la calidad del agua en numerosos lugares de los EE. UU. [2] Un modelo SPARROW utilizado por el USGS se centró en los nutrientes de los principales ríos y estuarios de la nación; Este modelo ayudó a comprender mejor de dónde provienen los nutrientes, adónde se transportan mientras se encuentran en los cuerpos de agua y dónde terminan (embalses, otros estuarios, etc.). [2]
Ver también
Referencias
- ^ a b Tang, Ting; Strokal, Maryna; van Vliet, Michelle TH; Seuntjens, Piet; Burek, Peter; Kroeze, Carolien; Langan, Simon; Wada, Yoshihide (febrero de 2019). "Uniendo el modelado de la calidad del agua a escala global, de cuenca y local para mejorar la gestión de la calidad del agua en todo el mundo" . Opinión Actual en Sostenibilidad Ambiental . 36 : 39–48. doi : 10.1016 / j.cosust.2018.10.004 .
- ^ a b c d e Preston, SD "MODELADO DE SPARROW: Mejora de la comprensión de la calidad del agua de la nación". USGS : a través del Departamento de Interior de EE. UU.
- ^ Bozorg-Haddad, Omid; Soleimani, Shima; Loáiciga, Hugo A. (julio de 2017). "Modelado de parámetros de calidad del agua mediante algoritmo genético-mínimos cuadrados soportan regresión vectorial y programación genética" . Revista de Ingeniería Ambiental . 143 (7): 04017021. doi : 10.1061 / (ASCE) EE.1943-7870.0001217 . ISSN 0733-9372 .
- ^ Zhang, Wanshun; Wang, Yan; Peng, Hong; Li, Yiting; Tang, Jushan; Wu, K. Benjamin (febrero de 2010). "Un modelo de calidad-cantidad de agua acoplada para el análisis de asignación de agua" . Gestión de recursos hídricos . 24 (3): 485–511. doi : 10.1007 / s11269-009-9456-8 . ISSN 0920-4741 .
- ^ Vallet, B .; Muschalla, D .; Lessard, P .; Vanrolleghem, PA (3 de abril de 2014). "Un nuevo modelo dinámico de calidad de agua para cuencas pluviales como herramienta para la gestión de escorrentías urbanas: concepto y validación" . Diario Urbano del Agua . 11 (3): 211–220. doi : 10.1080 / 1573062X.2013.775313 . ISSN 1573-062X .
- ^ Liu, Yaoze; Li, Sisi; Wallace, Carlington W .; Chaubey, Indrajeet; Flanagan, Dennis C .; Theller, Lawrence O .; Engel, Bernard A. (septiembre de 2017). "Comparación de modelos informáticos para la estimación de hidrología y calidad del agua en una cuenca agrícola" . Gestión de recursos hídricos . 31 (11): 3641–3665. doi : 10.1007 / s11269-017-1691-9 . ISSN 0920-4741 .
- ^ "Uniendo el modelado de la calidad del agua a escala global, de cuenca y local para mejorar la gestión de la calidad del agua en todo el mundo" . Opinión Actual en Sostenibilidad Ambiental . 36 : 39–48. 2019-02-01. doi : 10.1016 / j.cosust.2018.10.004 . ISSN 1877-3435 .
- Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA). Laboratorio de Investigaciones Ambientales, Athens, GA (1985). "Tasas, constantes y formulaciones cinéticas en el modelado de la calidad del agua superficial". 2ª ed. Documento núm. EPA / 600 / 3-85 / 040.
enlaces externos
- Modelización de la calidad del agua de SPARROW - Servicio geológico de EE. UU. - Servicio geológico de EE. UU.
- CUENCAS - Sistema de análisis ambiental de la EPA que integra GIS, datos de cuencas hidrográficas nacionales, evaluación ambiental y herramientas de modelado.
- Modelos y herramientas de calidad del agua - EPA
- Modelos para estudios de carga diaria máxima total - Departamento de Ecología del Estado de Washington
- Kit de herramientas de modelado de cuencas hidrográficas - eWater Cooperative Research Center, Australia
- Evaluación y planificación del agua (WEAP) , un modelo integrado de planificación de los recursos hídricos, que incluye la calidad del agua - Instituto Ambiental de Estocolmo (EE. UU.)
- Modelo estocástico empírico de carga y dilución (SELDM) : modelo de calidad de aguas pluviales del Servicio Geológico de EE. UU.
- US Army Corps of Engineers Water Quality : nuevo software de modelado de la calidad del agua desarrollado por el US Army Corps of Engineers