Введение
Компьютерное моделирование качества воды Модель DSSAM (Dynamic Stream Simulation and Assessment Model) - это компьютерное моделирование, разработанное для реки Трукки для анализа воздействия качества воды от решений по использованию земель и управлению сточными водами в бассейне реки Трукки. Эта область включает в себя города Рино и Спаркс, Невада, а также бассейн озера Тахо. Модель исторически и альтернативно называется моделью реки Трукки Earth Metrics. С момента первоначальной разработки в 1984-1986 годах по контракту с Агентством по охране окружающей среды США (EPA) модель была усовершенствована, и последовательные версии получили названия DSSAM II и DSSAM III. Эта гидрологическая транспортная модель основана на показателе загрузки загрязняющих веществ, называемом "общая максимальная суточная нагрузка" (TMDL). Успех этой флагманской модели способствовал расширению обязательств Агентства по использованию базового протокола TMDL в своей национальной политике управления большинством речных систем в Соединенных Штатах. Длина реки Трукки составляет более 185 км и охватывает площадь примерно 3120 квадратных миль, не считая ее бассейна озера Тахо. Модель DSSAM устанавливает многочисленные станции вдоль всего протяжения реки, а также значительное количество точек мониторинга внутри озера Пирамиды Большого бассейна, принимающих воды этой закрытой гидрологической системы. Хотя регион малонаселен, он важен, потому что озеро Тахо посещают 20 миллионов человек в год, а качество воды реки Трукки влияет как минимум на два исчезающих вида: рыбу-сасальщика Куи и лахонтанскую форель.
The DSSAM Model (Dynamic Stream Simulation and Assessment Model) is a computer simulation developed for the Truckee River to analyze water quality impacts from land use and wastewater management decisions in the Truckee River Basin. This area includes the cities of Reno and Sparks, Nevada as well as the Lake Tahoe Basin. The model is historically and alternatively called the Earth Metrics Truckee River Model. Since original development in 1984 1986 under contract to the U. S. Environmental Protection Agency (EPA), the model has been refined and successive versions have been dubbed DSSAM II and DSSAM III. This hydrology transport model is based upon a pollutant loading metric called Total maximum daily load (TMDL). The success of this flagship model contributed to the Agency's broadened commitment to the use of the underlying TMDL protocol in its national policy for management of most river systems in the United States. The Truckee River has a length of over 115 mile (185 km) and drains an area of approximately 3120 square miles, not counting the extent of its Lake Tahoe sub basin. The DSSAM model establishes numerous stations along the entire river extent as well as a considerable number of monitoring points inside the Great Basin's Pyramid Lake, the receiving waters of this closed hydrological system. Although the region is sparsely populated, it is important because Lake Tahoe is visited by 20 million persons per annum and Truckee River water quality affects at least two endangered species: the Cui ui sucker fish and the Lahontan cutthroat trout.
История развития
Стимул для получения количественной модели прогнозирования возник из тенденции исторического снижения уровня стока рек в сочетании с юрисдикционными и племенными конфликтами по поводу водных прав, а также из-за заботы о речной биоте. Когда было предложено расширение очистного завода по очистке сточных вод в Рено Спаркс, EPA решила профинансировать масштабные исследования для создания программного обеспечения для моделирования и параллельной программы для сбора полевых данных в реке Трукки и озере Пирамида. Для речных станций измерения качества воды проводились в бентовой зоне, а также в топической зоне; в случае с пирамидным озером для сбора образцов на различных глубинах и в разных местах использовались лодки. Earth Metrics провела разработку программного обеспечения для компьютерной модели первого поколения и собрала полевые данные о качестве воды и скорости стока в реке Трукки. После калибровки модели были проведены пробеги для оценки воздействия альтернативных методов контроля за использованием земель и параметров сброса для очищенных сточных вод. Модель DSSAM построена таким образом, чтобы позволить динамическое распад большинства загрязняющих веществ; например, общее количество азота и фосфора может быть потреблено бентовыми водорослями в каждом этапе времени, и водорослевым сообществам дается отдельная динамика популяции в каждом районе реки (например, скорость метаболизма, основанная на температуре реки). Источники по всему водосбору включают неточечные сельскохозяйственные и городские ливневые воды, а также множество точечных источников сбросов очищенных коммунальных сточных вод. После разработки, калибровки и применения модели DSSAM первого поколения были сделаны более поздние доработки. Эти дополнения к функциональности модели сосредоточены на повышенной гибкости в моделировании диэль-цикла, а также позволили включить анализ частиц азота и фосфора. При разработке DSSAM III было произведено несколько изменений в модели и ее области применения.
Приложения
Модель использовалась в различных целях, в том числе для: а) анализа государственной политики в отношении стока городских ливневых вод; б) исследования сельскохозяйственных методов минимизации поверхностного стока; в) инновационных решений для контроля неточечных источников и г) инженерных аспектов сброса очищенных сточных вод. В отношении стока ливневой воды в округе Вашо, конкретные элементы в новом распоряжении xeriscape были проанализированы на предмет эффективности с использованием модели. Для различных сельскохозяйственных видов использования в водосборе модель была запущена для понимания основных источников неблагоприятного воздействия, и были разработаны методы управления для снижения загрязнения рек. Использование модели было специально проведено для анализа выживания двух исчезающих видов, найденных в реке Трукки и озере Пирамида: Cui ui сосательная рыба (находящаяся под угрозой исчезновения в 1967) и лахонтанская форель-резаль (находящаяся под угрозой исчезновения в 1970). Если модель используется для поверхностного стока, достигающего потока, этот вход загрязняющего вещества может рассматриваться как источник (например, непрерывный линейный источник загрязнения, поступающий в водный путь).