แบบจำลอง DSSAM

แบบจำลอง DSSAM (Dynamic Stream Simulation and Assessment Model) เป็นแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่พัฒนาขึ้นสำหรับแม่น้ำ Truckeeเพื่อวิเคราะห์ ผลกระทบต่อ คุณภาพน้ำจากการใช้ที่ดินและ การจัดการ น้ำเสียในลุ่มแม่น้ำ Truckee ซึ่งรวมถึงเมืองRenoและSparks รัฐเนวาดาตลอดจน ลุ่มทะเลสาบ Tahoeแบบจำลองนี้ในอดีตและปัจจุบันเรียกว่าEarth Metrics Truckee River Modelนับตั้งแต่การพัฒนาครั้งแรกในปี 1984-1986 ภายใต้สัญญากับสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (EPA) [ 1 ]แบบจำลองนี้ได้รับการปรับปรุงและรุ่นต่อมาได้รับการตั้งชื่อว่า DSSAM II และ DSSAM III แบบจำลองการขนส่งทางอุทกวิทยา นี้ อิงตามตัวชี้วัดปริมาณสารมลพิษที่เรียกว่าTotal maximum daily load (TMDL)ความสำเร็จของแบบจำลองหลักนี้มีส่วนช่วยให้หน่วยงานมีความมุ่งมั่นมากขึ้นในการใช้โปรโตคอล TMDL ในนโยบายระดับชาติสำหรับการจัดการระบบแม่น้ำส่วนใหญ่ในสหรัฐอเมริกา[ 2 ]
แม่น้ำ Truckee มีความยาวกว่า 115 ไมล์ (185 กิโลเมตร) และระบายพื้นที่ประมาณ 3,120 ตารางไมล์[ 3 ]โดยไม่นับรวมพื้นที่ลุ่มน้ำย่อยของทะเลสาบ Tahoeแบบจำลอง DSSAM ได้กำหนดสถานีจำนวนมากตลอดความยาวของแม่น้ำทั้งหมด รวมถึงจุดตรวจสอบจำนวนมากภายใน ทะเลสาบ PyramidของGreat Basinซึ่งเป็นแหล่งน้ำรับของระบบอุทกวิทยาแบบปิดนี้ แม้ว่าภูมิภาคนี้จะมีประชากรเบาบาง แต่ก็มีความสำคัญเนื่องจากมีผู้เยี่ยมชมทะเลสาบ Tahoe ปีละ 20 ล้านคน และคุณภาพน้ำของแม่น้ำ Truckee ส่งผลกระทบต่อสัตว์ใกล้สูญพันธุ์อย่างน้อย 2 ชนิด ได้แก่ ปลา Cui-ui suckerและ ปลา Lahontan cutthroat trout
ประวัติการพัฒนา

แรงผลักดันในการสร้างแบบจำลองการทำนายเชิงปริมาณเกิดขึ้นจากแนวโน้มอัตราการไหลของแม่น้ำที่ลดลงอย่างต่อเนื่อง ควบคู่ไปกับความขัดแย้งด้านเขตอำนาจและชนเผ่าเกี่ยวกับสิทธิในการใช้น้ำ รวมถึงความกังวลเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตในแม่น้ำ เมื่อมีการเสนอให้ขยายโรงบำบัดน้ำเสียเรโน-สปาร์คส์ สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อม (EPA) จึงตัดสินใจให้ทุนสนับสนุนโครงการวิจัยขนาดใหญ่เพื่อสร้างซอฟต์แวร์จำลอง และโครงการคู่ขนานเพื่อรวบรวมข้อมูลภาคสนามในแม่น้ำทรัคกีและทะเลสาบพีระมิด สำหรับสถานีในแม่น้ำ มีการวัดคุณภาพน้ำในเขตพื้นแม่น้ำและเขตผิวน้ำ ในกรณีของทะเลสาบพีระมิดใช้เรือในการเก็บตัวอย่างแบบสุ่มที่ระดับความลึกและตำแหน่งต่างๆ บริษัท Earth Metrics ดำเนินการพัฒนาซอฟต์แวร์สำหรับแบบจำลองคอมพิวเตอร์ รุ่นแรก และรวบรวมข้อมูลภาคสนามเกี่ยวกับคุณภาพน้ำและอัตราการไหลในแม่น้ำทรัคกี หลังจากปรับเทียบแบบจำลองแล้ว ได้ทำการทดลองเพื่อประเมินผลกระทบของการควบคุมการใช้ที่ดินทางเลือกและพารามิเตอร์การปล่อยน้ำเสียที่ ผ่านการบำบัด แล้ว
แบบจำลอง DSSAM ถูกสร้างขึ้นเพื่อให้สามารถจำลองการสลายตัวแบบไดนามิกของสารมลพิษส่วนใหญ่ได้ ตัวอย่างเช่น ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสทั้งหมดจะถูกบริโภคโดยสาหร่าย หน้าดิน ในแต่ละช่วงเวลา และชุมชนสาหร่ายจะมีพลวัตของประชากรที่แยกต่างหากในแต่ละช่วงของแม่น้ำ (เช่น อัตราการเผาผลาญขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของแม่น้ำ) แหล่งที่มาตลอดลุ่มน้ำประกอบด้วยน้ำเสียจากการเกษตรและเขตเมืองที่ไม่ระบุแหล่งที่มา รวมถึงการปล่อยน้ำเสียจากแหล่งบำบัดน้ำเสียชุมชนหลายแห่ง
หลังจากการพัฒนา การปรับเทียบ และการประยุกต์ใช้โมเดล DSSAM รุ่นแรก ได้มีการปรับปรุงเพิ่มเติมในภายหลัง การปรับปรุงฟังก์ชันการทำงานของโมเดลเหล่านี้มุ่งเน้นไปที่การเพิ่มความยืดหยุ่นในการจำลอง วัฏจักร รายวันและยังช่วยให้สามารถรวมการวิเคราะห์ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสในอนุภาคได้ ในการพัฒนา DSSAM III ได้มีการเปลี่ยนแปลงหลายอย่างในการทำงานและขอบเขตของโมเดล[ 4 ]
แอปพลิเคชัน
มีการนำแบบจำลองนี้ไปใช้ประโยชน์ในหลายด้าน ได้แก่ (ก) การวิเคราะห์นโยบายสาธารณะเกี่ยวกับการระบายน้ำฝน ในเขตเมือง (ข) การวิจัยวิธีการทางการเกษตรเพื่อลด การไหลบ่าของน้ำผิวดิน (ค) การพัฒนานวัตกรรมในการควบคุมแหล่งกำเนิดมลพิษแบบไม่เฉพาะเจาะจง และ (ง) ด้านวิศวกรรมของการปล่อยน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้ว ในส่วนของการไหลบ่าของน้ำฝนในเขต Washoe County นั้น ได้มีการวิเคราะห์ประสิทธิภาพ ขององค์ประกอบเฉพาะภายใน ข้อบัญญัติเกี่ยวกับการจัดสวน แบบประหยัดน้ำฉบับ ใหม่ โดยใช้แบบจำลองนี้ สำหรับกิจกรรมทางการเกษตรที่หลากหลายในลุ่มน้ำ ได้มีการใช้แบบจำลองเพื่อทำความเข้าใจแหล่งที่มาหลักของผลกระทบเชิงลบ และได้มีการพัฒนาแนวทางการจัดการเพื่อลดมลพิษในแม่น้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีการใช้แบบจำลองเพื่อวิเคราะห์อัตราการรอดชีวิตของสัตว์ใกล้สูญพันธุ์ สองชนิด ที่พบในแม่น้ำ Truckeeและทะเลสาบ Pyramidได้แก่ ปลา Cui-ui sucker (ใกล้สูญพันธุ์ในปี 1967) และปลา Lahontan cutthroat trout (ถูกคุกคามในปี 1970) เมื่อใช้แบบจำลองสำหรับการไหลบ่าของน้ำผิวดินที่ไปถึงลำธาร มลพิษนี้สามารถมองได้ว่าเป็นแหล่งกำเนิดแบบเส้นตรง (เช่น แหล่งกำเนิดมลพิษเชิงเส้นต่อเนื่องที่เข้าสู่ทางน้ำ)
ดูเพิ่มเติม
- มลพิษจากแหล่งกำเนิดที่ไม่เฉพาะเจาะจง
- โมเดล SWAT
- แบบจำลองการโหลดและการเจือจางเชิงประจักษ์แบบสุ่ม
- แบบจำลองการจัดการน้ำฝน
ลิงก์ภายนอก
- โครงการ TMDL ของสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกาสำหรับแม่น้ำทรัคกี
- ปริมาณขยะ TMDL สุดท้ายสำหรับลุ่มน้ำ Truckee ที่ได้มาจากแบบจำลอง DSSAM