पानी की गुणवत्ता के अध्ययन के लिए किस प्रकार के मॉडल लागू किए जाने चाहिए?

पानी की गुणवत्ता के लिए मॉडल गणितीय सूत्र हैं जो पानी में दूषित पदार्थों के व्यवहार और प्रभावों का अनुकरण करते हैं। इस अर्थ में, कुछ मापदंडों और चर से शुरू होने वाले विभिन्न सूत्रों का उपयोग करके, प्रदूषकों के प्रभाव के संभावित परिदृश्य प्रस्तुत किए जाते हैं.

संदूषण के स्रोत और पानी के शरीर के आधार पर पानी की गुणवत्ता के विभिन्न मॉडल हैं जिनका आप मूल्यांकन करना चाहते हैं। इन मॉडलों में गणितीय एल्गोरिदम पर आधारित कंप्यूटर प्रोग्राम शामिल हैं.

मॉडल विभिन्न चर और कारकों के क्षेत्र डेटा, साथ ही कुछ निश्चित प्रवेश स्थितियों को एकीकृत करते हैं। इन आंकड़ों से, मॉडल संभावित परिदृश्यों को उत्पन्न करते हैं, संभावनाओं के आधार पर समय और स्थान में डेटा को एक्सट्रपलेशन करते हैं.

पानी के एक शरीर के संदूषण का आकलन करने के लिए सबसे जानकारीपूर्ण पैरामीटर जैव रासायनिक ऑक्सीजन की मांग (बीओडी) है। अधिकांश मॉडलों में उनके परिदृश्य उत्पन्न करने के लिए एक मानदंड के रूप में बीओडी भिन्नता का अनुमान शामिल है.

सरकारों ने जल गुणवत्ता नियमों की स्थापना की है जो संभावित प्रदूषणकारी गतिविधियों के निष्पादन के लिए परमिट प्राप्त करने के लिए मिलना चाहिए। इस अर्थ में, मॉडल किसी दिए गए गतिविधि के पानी की गुणवत्ता पर संभावित प्रभाव को समझने के लिए एक उपयोगी उपकरण हैं.

सूची

• 1 गणितीय आधार
  • १.१ पैरामीटर
• 2 वर्गीकरण
  • 2.1 गतिशीलता
  • २.२ आयाम
• 3 उदाहरण
  • 3.1 मॉडल QUAL2K और QUAL2Kw (जल गुणवत्ता मॉडल)
  • 3.2 मॉडल STREETER-PHELPS
  • ३.३ मॉडल MIKE11
  • 3.4 RIOS मॉडल
  • 3.5 क्वार मॉडल (रिवर सिस्टम के साथ गुणवत्ता सिमुलेशन)
  • 3.6 WASP (जल गुणवत्ता विश्लेषण सिमुलेशन कार्यक्रम)
  • 3.7 एक्वासम मॉडल
• 4 संदर्भ

गणितीय आधार

पानी की गुणवत्ता के व्यवहार का अनुमान लगाने के लिए उपयोग किए गए मॉडल अंतर समीकरणों पर आधारित हैं। ये समीकरण एक निश्चित फ़ंक्शन के परिवर्तन की मात्रा के साथ दूसरे में परिवर्तन की परिमाण से संबंधित हैं.

पानी की गुणवत्ता के मॉडल में, गैर-रेखीय अंतर समीकरणों का उपयोग किया जाता है, क्योंकि जल संदूषण प्रक्रियाएं जटिल हैं (वे एक रैखिक कारण-प्रभाव संबंध का जवाब नहीं देते हैं).

मापदंडों

एक निश्चित मॉडल को लागू करते समय मापदंडों की एक श्रृंखला को ध्यान में रखना आवश्यक है.

सामान्य तौर पर, बुनियादी मापदंडों का अनुमान लगाया जाता है जैसे जैविक ऑक्सीजन डिमांड (बीओडी), रासायनिक ऑक्सीजन डिमांड (सीओडी), नाइट्रोजन और फास्फोरस मौजूद हैं।.

बीओडी सबसे महत्वपूर्ण प्रदूषण संकेतकों में से एक है, क्योंकि उच्च मूल्य सूक्ष्मजीवों की एक बड़ी मात्रा का संकेत देते हैं। इसके भाग के लिए, सीओडी रासायनिक साधनों द्वारा कार्बनिक पदार्थों को ऑक्सीकरण करने के लिए आवश्यक ऑक्सीजन की मात्रा को इंगित करता है.

मूल्यांकन किए जाने वाले पैरामीटर पानी के शरीर के प्रकार पर निर्भर करते हैं, यह लेंटिक (झीलों, लैगून, मार्श) या लॉटिक (नदियों, नदियों) हो। इसमें प्रवाह, क्षेत्र को कवर, पानी की मात्रा, तापमान और जलवायु को भी ध्यान में रखना चाहिए.

संदूषण के स्रोत का मूल्यांकन करने के लिए भी विचार करना आवश्यक है, क्योंकि प्रत्येक प्रदूषक का एक अलग व्यवहार और प्रभाव होता है.

पानी के शरीर में निर्वहन के मामले में, इसके प्रकार के निर्वहन, दूषित पदार्थ होते हैं और इसकी मात्रा पर विचार किया जाता है।.

वर्गीकरण

पानी के निकायों में प्रदूषकों के व्यवहार को अनुकरण करने के लिए कई गणितीय मॉडल हैं। उन्हें उस प्रक्रिया के प्रकार के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है जिस पर वे विचार करते हैं (भौतिक, रासायनिक, जैविक) या समाधान विधि का प्रकार (अनुभवजन्य, अनुमानित, सरलीकृत).

इन मॉडलों को वर्गीकृत करने के लिए जिन कारकों पर ध्यान दिया जाता है वे हैं गतिशीलता और आयामीता.

गतिशील

स्थिर मॉडल यह मानते हैं कि प्रदूषक के राज्य की संभाव्यता वितरण को किसी निश्चित समय या स्थान पर स्थापित करना पर्याप्त है। इसके बाद, उस संभाव्यता वितरण को उस पानी के शरीर के सभी समय और स्थान पर समान रूप से विचार करने के लिए अलग करें.

गतिशील मॉडलों में, यह माना जाता है कि दूषित व्यवहार की संभावनाएं समय और स्थान में बदल सकती हैं। अर्ध-गतिशील मॉडल भागों में विश्लेषण करते हैं और सिस्टम की गतिशीलता के लिए आंशिक सन्निकटन उत्पन्न करते हैं.

ऐसे कार्यक्रम हैं जो गतिशील और अर्ध-गतिशील दोनों मॉडल में काम कर सकते हैं.

आयामी स्वरूप

मॉडल द्वारा विचार किए गए स्थानिक आयामों के आधार पर, आयाम रहित, एक-आयामी (1D), दो-आयामी (2D) और तीन-आयामी (3D) हैं.

एक आयामहीन मॉडल मानता है कि माध्यम सभी दिशाओं में सजातीय है। 1 डी मॉडल एक नदी के साथ स्थानिक भिन्नता का वर्णन कर सकता है, लेकिन इसके क्रॉस-सेक्शन या वर्टिकल में नहीं। एक 2 डी मॉडल इन आयामों में से दो पर विचार करेगा, जबकि एक 3 डी में सभी शामिल होंगे.

उदाहरण

उपयोग किए जाने वाले मॉडल का प्रकार अध्ययन किए जाने वाले पानी के शरीर और अध्ययन के उद्देश्य पर निर्भर करता है, और इसे किसी विशेष स्थिति के लिए कैलिब्रेट किया जाना चाहिए। इसके अलावा, सूचना की उपलब्धता और प्रक्रियाएँ जिन्हें आप मॉडल करना चाहते हैं, उन्हें ध्यान में रखा जाना चाहिए.

नदियों, नदियों और झीलों में पानी की गुणवत्ता के अध्ययन के लिए कुछ उदाहरण नीचे दिए गए हैं:

मॉडल QUAL2K और QUAL2Kw (जल गुणवत्ता मॉडल)

नकली स्थिर प्रवाह के तहत सभी जल गुणवत्ता चर का अनुकरण करता है। जैविक प्रदूषण को कम करने के लिए नदी के परिदृश्य या वर्तमान क्षमता को विकसित करने के लिए बीओडी के दो स्तरों का अनुकरण करता है.

यह मॉडल कार्बन, फास्फोरस, नाइट्रोजन, अकार्बनिक ठोस, फाइटोप्लांकटन और डिटरिटस की परिणामी मात्रा का अनुकरण करने की भी अनुमति देता है। इसी तरह, घुलित ऑक्सीजन की मात्रा का अनुकरण करता है, जो यूट्रोफिकेशन की संभावित समस्याओं की भविष्यवाणी करता है.

अन्य चर जैसे पीएच या रोगजनकों को खत्म करने की क्षमता भी अप्रत्यक्ष रूप से अनुमानित है.

मॉडल STREETER-PHELPS

यह एक नदी के लिए एक फैल के प्रभाव के क्षेत्र में एक विशिष्ट प्रदूषक की एकाग्रता के व्यवहार का मूल्यांकन करने के लिए एक बहुत ही उपयोगी मॉडल है.

अधिक महत्वपूर्ण प्रभाव पैदा करने वाले प्रदूषकों में से एक कार्बनिक पदार्थ है, इसलिए इस मॉडल में सबसे अधिक जानकारीपूर्ण चर भंग ऑक्सीजन की मांग है। इसलिए, इसमें एक नदी में भंग ऑक्सीजन से जुड़ी मुख्य प्रक्रियाओं का गणितीय सूत्रीकरण शामिल है.

मॉडल MIKE11

कार्बनिक पदार्थों के क्षरण, प्रकाश संश्लेषण और जलीय पौधों की श्वसन, नाइट्रिफिकेशन और ऑक्सीजन विनिमय जैसी विभिन्न प्रक्रियाओं का अनुकरण करता है। यह प्रदूषकों के परिवर्तन और फैलाव की प्रक्रियाओं का अनुकरण करके विशेषता है.

RIOS मॉडल

इस मॉडल को वाटरशेड प्रबंधन के संदर्भ में डिजाइन किया गया था और यह बायोफिजिकल, सामाजिक और आर्थिक डेटा को जोड़ती है.

उपचारात्मक उपायों की योजना के लिए उपयोगी जानकारी तैयार करता है और इसमें भंग ऑक्सीजन, बीओडी, कोलीफॉर्म और विषाक्त पदार्थों के विश्लेषण जैसे पैरामीटर शामिल हैं.

क्वासर मॉडल (नदी प्रणालियों के साथ गुणवत्ता सिमुलेशन)

नदी को अलग-अलग खंडों में विभाजित किया गया है, जो सहायक नदियों, लैंडफिल और सार्वजनिक दुकानों से परिभाषित होती हैं जो इससे आती या प्रस्थान करती हैं.

अन्य मापदंडों के बीच प्रवाह की दर, तापमान, पीएच, बीओडी और अमोनिया नाइट्रेट्स की एकाग्रता पर विचार करें, एस्केरिचिया कोलाई, और ऑक्सीजन को भंग कर दिया.

WASP (जल गुणवत्ता विश्लेषण सिमुलेशन कार्यक्रम)

आप विभिन्न आयामों (1 डी, 2 डी या 3 डी) में पानी के शरीर के अध्ययन के लिए संपर्क कर सकते हैं। इसका उपयोग करते समय, उपयोगकर्ता समय के साथ निरंतर या परिवर्तनशील गतिज परिवहन प्रक्रियाओं को दर्ज करना चुन सकता है.

बिंदु और गैर-बिंदु कचरे के निर्वहन को शामिल किया जा सकता है और उनके अनुप्रयोगों में भौतिक, रासायनिक और जैविक मॉडलिंग के कई ढांचे शामिल हैं। यहां आप विभिन्न पहलुओं जैसे कि यूट्रोफिकेशन और विषाक्त पदार्थों को शामिल कर सकते हैं.

मॉडल एक्वासम

इस मॉडल का उपयोग नदियों और झीलों में पानी की गुणवत्ता का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। यह एक प्रवाह आरेख के रूप में काम करता है, जिससे बड़ी संख्या में मापदंडों को अनुकरण करने की अनुमति मिलती है.

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