PCDitch - PCDitch

PCDitch это динамичный водный модель экосистемы раньше учился эвтрофикация эффекты в канавы. PCDitch моделирует потоки питательных веществ в воде, отложениях и растительности, а также конкуренцию между различными группами растительности. PCDitch используется как учеными, так и специалистами по качеству воды.[нужна цитата ].

Фон

В результате интенсивное сельское хозяйство в водосборные территории, много польдер канавы из состояния чистой воды с преобладанием затопленных растений превратились в состояние, когда вода полностью покрыта ряской. Доминирование свободно плавающих растений представляет угрозу для биоразнообразия, вызывая темные аноксический условия в толще воды, что обычно связано с плохим экологическим качеством[нужна цитата ].

Заявление

PCDitch прогнозирует наличие «критической нагрузки по питательным веществам», выше которой можно ожидать покрытия ряской.[1]Управляющие водными ресурсами могут использовать его для оценки критической нагрузки биогенных веществ на системы траншей,[2] и для оценки эффективности восстановительных мер, таких как снижение нагрузки питательными веществами. Также была разработана метамодель [3] для использования специалистами по управлению водными ресурсами для получения оценки критической нагрузки биогенных веществ на основе всего нескольких ключевых параметров без необходимости запуска полной динамической модели.[4] PCDitch также используется учеными для исследования более общих эффектов эвтрофикации в экосистемах канав,[5] или изучить конкуренцию между различными видами водных растений.

Содержание модели

По сути, PCDitch представляет собой набор связанных обыкновенные дифференциальные уравнения. С более чем 40 переменные состояния и более 400 параметры модель считается достаточно сложной[нужна цитата ]. Модель описывает полностью перемешанный водный объект, состоящий из толщи воды и верхнего слоя наносов. Общая питательные циклы для азота и фосфора описываются как полностью закрытые (за исключением входа и выхода, денитрификация и захоронение). Входными данными для модели являются: приток воды, испарение, содержание биогенных веществ, интенсивность освещения, температура воды, характеристики наносов и глубина канавы. Смоделированы шесть функциональных групп водных растений: плавающие растения, надводные растения, некорневые плавучие растения, некорневые подводные растения. цветущие растения, укорененные погруженные цветковые растения, Харофиты, и одна группа фитопланктона.

Конфигурация PCDitch по умолчанию не учитывает пространственную неоднородность. Тем не менее, PCDitch может быть объединен с пространственными явными гидродинамическими моделями для моделирования сетей канав.[нужна цитата ].Хотя PCDitch в основном используется для голландских котлованов, модель может быть применена к другим не-расслоение пресноводные экосистемы, где конкуренция между основными производителями является ключевым фактором функционирования экосистемы, если параметры скорректированы или внесены некоторые небольшие изменения в модель[нужна цитата ].PCDitch был откалиброван с данными экспериментальных канав с песчаными и глинистыми отложениями, которые подвергались различным воздействиям биогенных веществ.[нужна цитата ]. Поскольку фосфор в PCDitch связан с содержанием алюминия, железа, желтого пузыря (частицы осадка менее 2 мкм), пористость и органическая материя содержание в отложениях, предполагается, что модель также может быть использована для описания торфяных канав.

Разработка модели

PCDitch - это двойная модель PCLake, которая представляет собой модель экосистемы мелководных озер. Обе модели были разработаны доктором Яном Х. Янсе и его коллегами из Нидерландское агентство по оценке окружающей среды (PBL), ранее входившая в Нидерландский национальный институт общественного здравоохранения и окружающей среды (RIVM).[6] С 2009 года модель находится в совместном владении PBL и Университета и исследовательского центра Вагенингена, где ведется дальнейшая разработка и применение модели.[нужна цитата ].

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Janse JH, 1998, Модель канавной растительности в связи с эвтрофикацией. Наука о воде и технологии 37: 139-149
  2. ^ Ван Лир Л., Дж. Х. Янсе и GHP Arts, 2007. Определение критических значений питательных веществ для канав с помощью модели эвтрофикации PCDitch. Водная экология 41: 443–449
  3. ^ http://themasites.pbl.nl/modellen/pcditch/
  4. ^ Witteveen + Bos (на голландском) 2013. Метамодель PCDitch. Witteveen + Bos, rapport nr. СТО 170-1. http://edepot.wur.nl/286383
  5. ^ Janse, JH & PJTM Van Puijenbroek, 1998. Эффекты эвтрофикации в дренажных канавах. Загрязнение окружающей среды 102: 547-552
  6. ^ Янсе Дж. Х., 2005. Модельные исследования эвтрофикации мелководных озер и канав. Кандидатская диссертация. Университет Вагенингена