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QUAL2Kw

manual de usuario

(versin 5.1)

Un marco de modelado para la simulacin del ro y la calidad del agua corriente

Julio 2008

Publication No. 08-03-xxx impreso en papel reciclado

QUAL2K 2 Jun 8, 2004

Este informe est disponible en la pgina de inicio del Departamento de Ecologa de la World

Wide Web en http://www.ecy.wa.gov/biblio/04030??.html

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descriptivos solamente y no implica la aprobacin por el autor o el Departamento de Ecologa.

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discrimina de raza, credo, color, discapacidad, edad, religin, origen nacional, sexo, estado civil,

condicin de veterano con discapacidad, condicin de veterano de Vietnam era, o la orientacin

sexual .

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favor, pngase en contacto con Joan LeTourneau al 360-407-6764 (voz) o al 711 o al 1-800-833-

6388 (TTY).

QUAL2K 3 Jun 8, 2004

QUAL2Kw manual de usuario

(versin 5.1)

Un marco de modelado para la simulacin de

del ro y la calidad del agua corriente

por

Greg Pelletier y Steve Chapra

Programa de Evaluacin Ambiental

Olympia, Washington 98504-7710

Julio 2008

Publication No. 08-03-xxx

impreso en papel reciclado

QUAL2K 5 July 16, 2004

1 MANUAL DE USUARIO

1.1 GENERAL

El cdigo de computadora que sirve para aplicar los clculos de QUAL2K est escrito en

Visual Basic para Aplicaciones (VBA). Un Fortran ejecutable tambin est disponible

como una opcin. Excel sirve como interfaz de usuario.

El color se usa para indicar si la informacin se va a introducir por el usuario o la salida

por el programa:

Pale Blue designa variables y valores de los parmetros que deben ser introducidos por el usuario.

Amarillo plido designa a los datos que el usuario introduce. Estos datos se muestran en los grficos generados por Q2K.

Palidez Verde designa los valores de salida generados por Q2K. Los colores oscuros slidos son utilizados para las etiquetas y no debe ser cambiado.

Todas las hojas de trabajo incluyen tres botones (Figura 1):

Abrir archivos antiguos. Cuando se hace clic en este botn, el navegador de archivos se abrir automticamente para permitirle acceder a un archivo de datos. Todos los

archivos de datos QUAL2K tienen la extensin *. Q2K.

Ejecutar VBA. Este botn hace que Q2K para ejecutar la versin de VBA de la modelo y crear un archivo de datos que contiene los valores de entrada. El archivo de datos se

puede acceder ms tarde usando el botn Abrir archivo antiguo.

Ejecutar Fortran. Este botn hace que Q2K para ejecutar la versin de Fortran del modelo y crear un archivo de datos que contiene los valores de entrada. El archivo de

datos se puede acceder ms tarde usando el botn Abrir archivo antiguo. El Fortran y

versiones de VBA dar resultados idnticos, salvo la versin en Fortran corre mucho ms

rpido porque es un programa ejecutable compilado.

Figura 1. Los botones utilizados en Q2K.


1.2 Modelo de parmetros HOJAS

Una serie de hojas de clculo se utilizan para introducir los parmetros que se requieren para

generar una carrera de modelo. Estos son identificados por pestaas de color turquesa.

1.2.1 QUAL2K hoja de clculo

La hoja de trabajo QUAL2K (Figura 2) se utiliza para introducir informacin general sobre una

solicitud de modelo en particular.

Figura 2. La hoja de trabajo QUAL2K.

Nombre del ro. Nombre del ro o arroyo que se est modelando. Despus de que el programa se

ejecuta, este nombre junto con la fecha, se muestra en todas las hojas de clculo y grficos.

Nombre del archivo guardado. Este es el nombre del archivo de datos se genera cuando se

ejecuta Q2K.

Directorio en el archivo guardado. Esto especifica la ruta completa al directorio donde est

guardado el archivo.

Mes. El mes de simulacin. Esta se introduce en formato numrico (por ejemplo, enero = 1,


febrero = 2, etc.)

Da. El da de simulacin.

Ao. El ao de simulacin (por ejemplo, 1993)

Huso horario. Un men desplegable (Figura 3) le permite seleccionar la zona de EE.UU.

adecuado del tiempo. Por ejemplo, las aplicaciones en el estado de Washington, por lo general

utilizan la zona horaria del Pacfico. El usuario tambin puede utilizar la celda B14 a entrar en

cualquier valor de hora entero para la zona de hora GMT / UTC (por ejemplo, la zona horaria del

Pacfico es -8 horas, GMT / UTC es 0 horas, etc.) Dejando en blanco la celda B14 se pondr por

defecto GMT / UTC en la zona horaria.

Figura 3. El men desplegable para establecer la zona horaria.

La hora de verano. Un men desplegable le permite especificar si el horario de verano est en

vigor (S o No).

Paso de clculo. Este es el paso de tiempo utilizado para el clculo. Se debe seleccionar de la

lista desplegable.

Nmero de das. Esto define la duracin de la operacin. Debe ser un entero mayor que o igual a

2 das. Esta restriccin se impone porque el modelo se ejecuta en un modo de tiempo variable

hasta alcanzar un estado estable. Por lo tanto, el primer da de la simulacin es, por definicin,

dominado abrumadoramente por sus condiciones iniciales. Si el usuario introduce un valor

inferior a 2 das, el programa establece automticamente la ltima vez a 2 das. El tiempo final

debe ser de al menos dos veces el ro, el tiempo de viaje. Para los arroyos con los tiempos de viaje

cortos en los que se simulan algas del fondo, debe ser por lo general ms largo.

Mtodo de solucin (la integracin). Un men desplegable le permite elegir entre tres mtodos

numricos para la solucin de las ecuaciones diferenciales para las variables de estado. Estos son

(1) el mtodo de Euler, (2) el cuarto orden de Runge-Kutta (RK4) el mtodo, y (3) un mtodo de

adaptacin paso del tiempo. El paso de adaptacin mtodo slo est disponible si se utiliza el

Fortran ejecutable. Las descripciones detalladas de estos mtodos se pueden encontrar en Chapra

y Canale (2002). El mtodo de Euler, se sugiere por defecto, ya que por lo general obtiene

resultados suficientemente precisos, a un precio de clculo moderado. Para los casos en que las

Naciones Unidas resultados estables se producen con el mtodo de Euler o ms precisin es

necesario, el mtodo de cmputo ms gravoso RK4 pueden ser empleadas.

Mtodo de solucin (pH). Un men desplegable le permite elegir entre dos mtodos numricos

para la solucin de pH ubicacin raz de usar. Estos son (1) de Newton-Raphson (por defecto) y

(2) biseccin. Las descripciones detalladas de estos mtodos se pueden encontrar en Chapra y

Canale (2002). Newton-Raphson se sugiere que el defecto porque es ms rpido. Sin embargo,

hay algunos casos en los que puede ir inestable. Si esto ocurre, la biseccin, aunque ms lento,

puede ser preferible.

Simular el intercambio hyporheic y la calidad del agua de los poros. Hay tres opciones

disponibles para la simulacin de cambio hyporheic y la calidad del agua:

Seleccione 'No' para evitar el clculo de la transferencia de masa entre la columna de agua y el agua de los poros hyporheic, y la cintica de la calidad del agua en la zona de hyporheic.

Seleccione "nivel 1" para simular la transferencia de masa entre la columna de agua y el agua de los poros hyporheic, con cintica de la calidad del agua en la zona hyporheic como un


cero o mayor orden de la primera velocidad de oxidacin orden de reaccin rpida DOC con

limitacin de velocidad - reaccionar DOC y oxgeno disuelto.

Seleccione "nivel 2" para simular la transferencia de masa entre la columna de agua y el agua de los poros hyporheic, con cintica de la calidad del agua con bacterias hetertrofas que se

adjunta como una variable de estado en la zona de sedimentos hyporheic con la limitacin del

crecimiento de reaccin rpida DOC, nitratos, amonaco, P reactivo soluble, y oxgeno disuelto.

La transferencia de masa entre la columna de agua y agua de poro hyporheic slo se produce

si hay valores positivos entr en AL la columna de la hoja de alcance para el flujo de

intercambio hyporheic. Opciones de modelo cintico y los parmetros se especifican en la hoja de

'Precios'.

Visualizar la salida Diel dinmico. Hay dos opciones disponibles para mostrar los resultados de

salida dinmica:

Seleccione 'S' para mostrar los resultados dinmicos Diel en las hojas de salida y grficos.

Seleccione 'No' para evitar la escritura de los resultados dinmicos Diel. Esta opcin ser ms lento por escrito de los archivos de salida y tablas y ahorrar tiempo a los usuarios si lo estn

haciendo muchas carreras y no necesita mirar la salida dinmica. Los resultados longitudinales y

grficos no se ven afectados por esta eleccin.

Las variables de estado para la simulacin. Seleccione la temperatura si todas las variables de

estado se simular o nico.

Simular diagnesis de sedimentos. Seleccione 'Yes' para simular la diagnesis de sedimentos.

SOD prescritas y los flujos de nutrientes en la hoja de alcance se aaden a los flujos calculados

cuando diagnesis de sedimentos es simulado. Seleccione 'No' para evitar la subrutina diagnesis

de sedimentos. Esta opcin se utiliza slo la SOD prescrito y los flujos de nutrientes en la hoja de

alcance para determinar los flujos de sedimentos.

Programa determinado paso Calc (salida). El programa toma el paso de clculo introducido

por el usuario y luego redondea hacia abajo a la base de la siguiente ms baja de todo el nmero

2. Con el fin de utilizar un paso inferior de tiempo, debe reducir el paso de clculo por debajo de

este valor.

Momento del clculo anterior. El ordenador muestra automticamente el tiempo de ordenador

necesarios para la simulacin.

Momento de la salida del sol. Este es el momento de la salida del sol para el alcance ms lejano

abajo.

Tiempo de medioda solar. Este es el momento del medioda solar para el alcance ms lejos

aguas abajo.

Momento de la puesta del sol. Este es el momento de la puesta de sol ms lejos del alcance

intermedio.

Fotoperodo. Esta es la fraccin del da en que el sol est ms lejos del alcance de abajo. Es igual

a la hora en horas entre el amanecer y el atardecer dividido por 24.


1.2.2 Hoja de cabeceras

Esta hoja de clculo (Figura 4) se utiliza para entrar en el flujo y la concentracin de los lmites

del sistema.

Figura 4. La hoja de trabajo cabeceras utiliza para entrar en la cabecera y aguas abajo (opcional) condiciones de contorno

Flujo. El flujo de la cabeza de agua en m3 / s.

Prescritos intermedios de Fronteras? Si el lmite intermedio tiene un efecto en la simulacin,

esta opcin se establece en s. Si se hace esto, las concentraciones lmite de ro abajo se

introducen en las celdas D27: Z42.

Cabeceras de la Calidad del Agua. Este bloque de celdas se utiliza para introducir la

temperatura y las condiciones de calidad de aguas transfronterizas en las cabeceras del ro. Para

los casos en que los datos varan de manera Diel, Q2K le permite introducir los valores en una

base cada hora. Si los valores son constantes a lo largo del ciclo diario, introduzca el valor medio

en la columna D (es decir, de 12:00 AM) y dejar las otras celdas (columnas E a la Z) en blanco.

Q2K aplicar automticamente el valor de 12:00 AM a las otras horas del da.

Aguas abajo de Lmites de Calidad del Agua. Si el lmite aguas abajo tiene un efecto en la

simulacin, este bloque de celdas se utiliza para entrar en la temperatura y las condiciones de

calidad del agua en la frontera aguas abajo del ro. cabecera. Como en el caso de la cabecera, si

los valores son constantes en el ciclo diario, introduzca el valor medio en la columna D (es decir,

de 12:00 AM) y dejar las otras celdas a la derecha en blanco E (columnas A a la Z ). Q2K

QUAL2K 10 July 16, 2004

aplicar automticamente el valor de 12:00 AM a las otras horas del da.

1.2.3 Alcance hoja de clculo

Esta hoja de clculo se utiliza para introducir informacin relativa a las cabeceras del ro (llegar al

nmero 0) y su alcance (Figura 5 a travs de la figura 9).

Figura 5. La primera parte de la Hoja de Reach se utiliza para especificar las etiquetas de

llegar, distancias y alturas.

Reach for parcela Diel. B6 de la clula se utiliza para introducir el nmero del alcance de las

parcelas para las que se generar Diel. Si un negativo, cero o un valor mayor que el nmero de

partes que se consignan, el programa establece automticamente el valor al alcance intermedio

pasado. Tenga en cuenta que tambin hay un botn a la derecha de la celda B6, que permite al

usuario visualizar un alcance diferente en las parcelas Diel si el modelo se ha ejecutado con la

opcin de mostrar resultados dinmico Diel.

Reach Label (opcional). Q2K le permite introducir las etiquetas de identificacin para cada

alcance. La Figura 6 muestra un ejemplo para ilustrar el esquema de nombres. Los dos primeros

llega de un ro se muestran. Debido a que incluye la aprobacin de la gestin de la ciudad de

Jefferson PTAR, se podra optar por entrar en la etiqueta de llegar a "Jefferson City PTAR" para

llegar a la primera. Del mismo modo que podramos llegar a la etiqueta del segundo como

"estacin de muestreo 27."

QUAL2K 11 July 16, 2004

Route 11

Bridge

Jefferson City

WWTP

Upstream end

of reach 1Downstream end

of reach 2

Jefferson

Dam

Downstream end

of reach 1

Headwater

Sampling

Station 27

Figura 6. Los dos primeros llega de un sistema fluvial.

Ro abajo acaban de llegar a la etiqueta (opcional). Q2K le permite introducir las etiquetas de

identificacin de los lmites entre alcanza. Estas etiquetas se muestran en otras hojas de clculo

para determinar los alcances. Como se muestra en la Figura 7, el extremo final de la primera en

llegar a la figura 6 podra ser etiquetado como "Jefferson Dam". Del mismo modo, el extremo

final de la segunda puede llegar a ser etiquetados como "Puente de la Ruta 11".

Figura 7. Un ejemplo de las etiquetas que podran incluirse en los alcances de la figura 6

Nmero de Reach (de salida). El modelo automticamente nmeros de los alcances en orden

ascendente.

Alcance de longitud (salida). El modelo calcula automticamente y muestra la duracin de cada

acceso.

Aguas abajo de latitud y longitud (salida). El modelo calcula automticamente y muestra la

latitud y longitud de los extremos aguas abajo de cada uno de alcanzar en grados decimales.

Lugar intermedio. El usuario debe ingresar el kilmetro ro abajo para el final de cada uno de

alcance. Tenga en cuenta que las distancias que pueden llegar a estar en orden descendente o

ascendente.

Elevacin de aguas arriba y aguas abajo. El usuario debe ingresar la elevacin en metros sobre

el nivel del mar, tanto para los extremos aguas arriba y aguas abajo del alcance. Tenga en cuenta

que esta informacin se utiliza para dos propsitos principales. En primer lugar, se utiliza para

detectar una cada de altura debido a una cada de agua al final de un alcance. En segundo lugar,

se utiliza para corregir la saturacin de oxgeno de los efectos de elevacin. Tenga en cuenta que

no se utiliza para determinar la pendiente del canal. La pendiente del canal se introduce de forma

independiente en la columna W.

Aguas abajo de latitud y longitud. El usuario debe introducir la latitud y la longitud de ro abajo

acaban de llegar a cada uno en grados, minutos y segundos. Alternativamente, se puede introducir

en grados decimales, en cuyo caso, los minutos y segundos las entradas se debe dejar en blanco o

nulo.

QUAL2K 12 July 16, 2004

Figura 8. La parte de la Hoja de Reach se utiliza para especificar la hidrulica del sistema.

Modelo hidrulico. Q2K permite dos opciones para el clculo de la velocidad y la profundidad

sobre la base de flujo: (1) curvas de calificacin o (2) la frmula de Manning. Es importante

elegir una de las opciones y deje en blanco el otro o cero. Si el modelo detecta un blanco o

nulo valor para el n de Manning, que se aplicarn las curvas de valoracin. De lo contrario, la

frmula de Manning ser resuelto.

Rating Curvas: Coeficiente de velocidad. A para la velocidad (m / s) = AQB para Q en m3 / s

Exponente de la velocidad. b

Profundidad o anchura de coeficiente. de profundidad (m) Anchura (m) = Q. No es que el desplegable de seleccin de clulas T8 se utiliza para seleccionar si la profundidad o la anchura

ser descrito por los coeficientes y los exponentes en las columnas T y U.

Exponente de la profundidad o la anchura. Frmula de Manning: Ancho de fondo. La anchura del fondo de REACH, B0 (m).

Talud. Nmero debe ser mayor que cero. Por ejemplo, un canal rectangular tendra ambos lados

laderas igual a cero.

Pendiente del canal. La pendiente del canal en metros de cada por metro de distancia.

Manning n. Nmero adimensional que parametriza la rugosidad del canal. Los valores para el

hombre weedless hechos a los canales de gama 0,012 a 0,03 y para los canales naturales 0,025 a

0,2. Un valor de 0,04 es un valor de partida para muchos canales naturales.

QUAL2K 13 July 16, 2004

Figura 9. La ltima parte de la Hoja de REACH.

Dispersin prescrita. Si se sabe que la dispersin en el extremo posterior de un alcance, que

puede ser introducido en Y la columna de la Hoja de REACH. Si esta clula se deja en blanco, la

dispersin se calculan automticamente por el programa.

Weir altura. Si una presa se encuentra en el extremo posterior del alcance, esto es donde se

introduce la altura de la presa. Si el lmite es de flujo libre, un cero o en blanco tiene que ser

escrito.

Reaereacin prescrita. Si se conoce la aireacin para el alcance, se puede entrar en AA columna

de la hoja de REACH. Si se deja en blanco, el programa de internos se calcular sobre la base de

las anotaciones en la Hoja de Precios.

Fondo de cobertura de algas. En un ro, todo el fondo de un alcance no podra ser adecuado

para el crecimiento de algas del fondo. Por lo tanto, Q2K permite al usuario especificar el

porcentaje de la parte inferior donde las plantas pueden crecer. Por ejemplo, si slo una quinta

parte de la parte inferior tiene un alcance de sustrato adecuado para el crecimiento de la planta, la

cobertura de algas del fondo se establece en 20%.

SOD fondo de cobertura. En un ro, todo el fondo de un alcance no podra ser adecuado para la

generacin de la demanda de oxgeno de sedimentos. Por lo tanto, Q2K permite al usuario

especificar el porcentaje de la parte inferior, donde los sedimentos se acumulan y SOD (junto con

los flujos de nutrientes del sedimento) puede ocurrir. Por ejemplo, si slo tres cuartas partes de la

parte inferior un alcance ha acumulado sedimentos de lodo, la cobertura de SOD de fondo para

que lleguen se establecera en 75%.

SOD prescrita. Q2K simula la demanda de oxgeno de sedimentos para un alcance en funcin de

la cantidad de detritus y la biomasa de fitoplancton que se instala desde el agua a los sedimentos

en estado estacionario. Debido a que los sedimentos pueden contener materia orgnica adicional

debido a la escorrenta durante las anteriores perodos de escorrenta constante estado, Q2K

permite SOD adicional que se determinar, para cada alcance en la columna de la hoja de trabajo

AD REACH.

CH4 prescrita (metano) Flux. De manera similar a la SOD, Q2K permite un flujo adicional de

metano (carbono reducido), que se prescribe como un insumo para alcanzar en cada columna de

AE de la Hoja de Reach

NH4 prescrita (amonio) Flux. En una forma similar a la SOD, Q2K permite un flujo adicional

de nitrgeno amoniacal que se determinar, como un aporte a cada uno de alcanzar en AF

columna de la hoja de clculo Reach

Prescrita inorgnicos de fsforo Flux. En una forma similar a la SOD, Q2K permite un flujo

QUAL2K 14 July 16, 2004

adicional de fsforo inorgnico que se determinar, como un aporte a cada uno de alcanzar en la

columna de la hoja de clculo AG Reach

Conductitivity sedimentos trmica. La Tabla 4 de la documentacin de la teora de modelos

proporciona algunos valores tpicos. Un valor por defecto de 1,6 W / (m C) se sugiere.

Difusividad trmica de sedimentos. La Tabla 4 de la documentacin de la teora de modelos

proporciona algunos valores tpicos. Un valor por defecto de 0,0064 cm2/seg se sugiere.

Espesor del sedimento. Por lo general unos 10 cm, si hay intercambio hyporheic insignificante y

aproximadamente 20-100cm si hay intercambio hyporheic sustancial. Bencala y Walters (1983)

define como el rea transversal de la zona de almacenamiento temporal. Si la zona de

almacenamiento transitorio se considera equivalente a la de agua de poro en la zona hyporheic y

como se sabe por estudios de seguimiento (por ejemplo, utilizando el mtodo de Hart, 1995), el

espesor de los sedimentos hyporheic zona puede estimarse como As / (ancho * porosidad).

El flujo de intercambio Hyporheic. Estos valores slo se utilizan cuando se simula el

intercambio hyporheic (en caso de "nivel 1" o "nivel 2" est seleccionado en la celda B21 en la

hoja de la "QUAL2K '). La mayor parte del flujo de intercambio hyporheic se introduce como una

fraccin del flujo de la superficie total para el alcance. Por ejemplo, si el 10 por ciento de la

superficie del flujo de intercambios con la zona de hyporheic dentro de un alcance, a

continuacin, un valor de 0,1 (10%) son incluidas en el alcance. Un mtodo eficiente para estimar

los parmetros del flujo de intercambio hyporheic y el espesor de la zona hyporheic es

proporcionado por Hart (1995). Una alternativa a la estimacin directa de estos parmetros es

utilizar el residuo del presupuesto de calor durante la calibracin del modelo de temperatura para

seleccionar los valores apropiados si todas las entradas de intercambio de calor con precisin.

Porosidad de los sedimentos Hyporheic. Estos valores slo se utilizan cuando se simula el

intercambio hyporheic (si "S" est seleccionado en la celda B21 en la hoja de la "QUAL2K '). La

porosidad de la arena tpica de cantos rodados, grava, limo sedimentos oscila entre el 35% a 50%.

Un valor predeterminado del 40% sugerido.

Apertura Sky por onda larga. La fraccin de la apertura del cielo se utiliza como un

multiplicador para ajustar el flujo descendente (de la atmsfera) y los afloramientos (de agua) los

trminos de radiacin de onda larga en el presupuesto de calor. Un valor predeterminado de 100%

se recomienda ningn ajuste de los trminos de radiacin de onda larga

QUAL2K 15 July 16, 2004

1.2.4 Alcanzar tasas de hoja de clculo

Esta planilla tiene carcter optativo para introducir la informacin relacionada con llegar a las

constantes de velocidad especfica y los parmetros (Figura 9.5). Los parmetros de tipo en esta

hoja son opcionales. Si no se especifica que, durante su viaje de los parmetros de la tasa global

que se especifican en la hoja de 'Precios' (ver abajo). Parmetros de la tasa que dependen de la

temperatura de entrada de 20 C en la hoja de 'lograr unas tasas y se ajustan para in-situ de la

temperatura por QUAL2Kw. Si llegar a las tasas especficas no se especifican, a continuacin, los

parmetros de la tasa global en la hoja de 'valores' se aplicar. El usuario debe salir de las celdas

en blanco en la hoja de 'lograr unas tasas para utilizar los valores globales de la hoja de tarifas'''

en lugar de especificar los valores especficos de alcance.

Figura 9.5. La primera parte de la Hoja de Precios Reach

El alcance de los siguientes parmetros de tipo especfico, pueden incluirse en la hoja de 'lograr

unas tasas de':

Las tasas de aireacin inorgnicos velocidad de sedimentacin de slidos en suspensin Lento CBOD tasas La hidrlisis o

QUAL2K 16 July 16, 2004

oxidacin o

Rpida velocidad de oxidacin CBOD N orgnico tasas La hidrlisis o

Velocidad de sedimentacin o

La tasa de nitrificacin de amonio Las tasas de nitratos desnitrificacin o

de sedimentos o coeficiente de transferencia

Las tasas de P orgnico La hidrlisis o


P inorgnico velocidad de sedimentacin Las tasas de fitoplancton tasa mxima de crecimiento o

la respiracin o

o Muerte

N medio de la saturacin

medio o P-saturacin

Oh luz constante

factor de amonaco o de preferencia


Las tasas de la planta inferior o la biomasa inicial

o la tasa de crecimiento mxima de

de primer orden-o la capacidad de carga

la respiracin o

o la excrecin

la muerte o

N o medio externo de la saturacin de

P o medio externo de saturacin

constante de la luz o

preferencia de amonaco o

de cuotas de subsistencia o para el N

de cuotas de subsistencia o para P

o la velocidad de absorcin mxima de N

o la velocidad de absorcin mxima de P

Interior o media N-ratio de saturacin de

medio interno o P-ratio de saturacin de

absorcin de N o de columna de agua

la absorcin de P o de columna de agua

Las tasas de Detritus disolucin o


estragos de patgenos o Dieoff


o coeficiente Alpha de la luz mejorada dieoff

metabolismo hetertrofo en la zona de hyporheic Porcentaje mximo o el crecimiento (de nivel 1 y 2)

medio CBOD o saturacin (nivel 1 y 2)

QUAL2K 17 July 16, 2004

la inhibicin de O2 o (nivel 1 y 2)

o respiracin (nivel 2)

o la muerte (nivel 2)

o la saturacin de N externo medio (nivel 2)

o externa de saturacin media P (nivel 2)

preferencia o amonaco (nivel 2)

o de primer orden la capacidad de carga (nivel 2)

Las tasas de componentes genricos o En primer lugar-la tasa de atenuacin para


1.2.5 Hoja de clculo de las condiciones iniciales

Las condiciones iniciales especificadas en la presente ficha son opcionales. Si no se especifican a

continuacin, las condiciones iniciales en la columna de agua para cada alcance se supone que

son los mismos que los de la cabecera, y biomasa de la planta inicial se supone que es cero por

cero para el crecimiento y el 1 de GD / m ^ 2 para la primera crecimiento de los pedidos, con

iniciales N y P intracelular normalizado de 0. Introduccin de los valores realistas para las

condiciones iniciales permite perodos ms cortos de simulacin para alcanzar condiciones de

equilibrio de algas del fondo. Deja las clulas en esta hoja de clculo en blanco si desea utilizar

las condiciones de la cabecera por defecto cero inicial y final de la biomasa de algas como las

condiciones iniciales.

1.2.6 Meteorologa y hojas de clculo de sombreado

Seis hojas de trabajo se utilizan para introducir los datos meteorolgicos y sombreado. Todos

tienen el mismo estilo general como se describe a continuacin

1.2.6.1 Temperatura del aire

Esta hoja se utiliza para introducir la temperatura del aire en grados Celsius por hora para cada

uno de alcance del sistema (Figura 10).

Las etiquetas y las distancias (de salida). El programa muestra automticamente la etiqueta de

cada aguas arriba de REACH. llegar a la etiqueta, etiqueta de abajo, llegar al nmero, la distancia

aguas arriba, y la distancia aguas abajo (previamente inscritos en la cabecera y hojas de clculo

Reach) en las columnas A a la F.

Las temperaturas del aire. La temperatura del aire por hora para llegar a cada uno se registran

en las columnas G a travs de AD. Si los valores son constantes a lo largo del ciclo diario,

introduzca el valor medio en la columna G (es decir, de 12:00 AM) y dejar las otras clulas (las

columnas H a travs de AD) en blanco. Q2K aplicar automticamente el valor de 12:00 AM a

las otras horas del da.

QUAL2K 18 July 16, 2004

Figura 10. La hoja de trabajo temperatura del aire.

1.2.6.2 Temperatura del punto de roco

Esta hoja se utiliza para introducir el roco hora temperaturas del punto (grados centgrados) para

cada uno de alcance del sistema.

Identificadores de REACH. Informacin Reach (que antes era inscrito en la hoja de trabajo

REACH) se muestra en las columnas A a la F.

Las temperaturas del punto de roco. Temperaturas del punto de roco por hora para cada

alcance, son introducidos en las columnas G a travs de AD. Si los valores son constantes a lo

largo del ciclo diario, introduzca el valor medio en la columna G (es decir, de 12:00 AM) y dejar

las otras clulas (las columnas H a travs de AD) en blanco. Q2K aplicar automticamente el

valor de 12:00 AM a las otras horas del da.

1.2.6.3 La velocidad del viento

Esta hoja de clculo se utiliza para introducir la velocidad del viento por hora (metros por

segundo) para cada uno de alcance del sistema.

Identificadores de REACH. Informacin Reach (que antes era inscrito en la hoja de

trabajo REACH) se muestra en las columnas A a la F.

Las temperaturas del punto de roco. Velocidades del viento por hora para llegar a

cada uno se registran en las columnas G a travs de AD. Si los valores son constantes a lo

largo del ciclo diario, introduzca el valor medio en la columna G (es decir, de 12:00 AM)

y dejar las otras clulas (las columnas H a travs de AD) en blanco. Q2K aplicar

automticamente el valor de 12:00 AM a las otras horas del da.

1.2.6.4 La cobertura de nubes

Esta hoja se utiliza para introducir nube cubrir por hora (% de cielo cubierto) para cada uno de

alcance del sistema.

QUAL2K 19 July 16, 2004

Identificadores de REACH. Informacin Reach (que antes era inscrito en la hoja de trabajo

REACH) se muestra en las columnas A a la F.

Las temperaturas del punto de roco. Nube de cubrir cada hora para cada alcance, son

introducidos en las columnas G a travs de AD. Si los valores son constantes a lo largo del ciclo

diario, introduzca el valor medio en la columna G (es decir, de 12:00 AM) y dejar las otras

clulas (las columnas H a travs de AD) en blanco. Q2K aplicar automticamente el valor de

12:00 AM a las otras horas del da.

1.2.6.5 Sombra

Esta hoja de clculo se utiliza para introducir el sombreado por hora para cada uno de alcance del

sistema. El sombreado se define como el porcentaje de la radiacin solar que est bloqueado a

causa de la sombra de la topografa y la vegetacin. Si los valores son constantes a lo largo del

ciclo diario (total del follaje o el ro fluye a travs de una alcantarilla de largo), introduzca el

valor medio en la columna G (es decir, de 12:00 AM) y dejar las otras clulas (las columnas H a

travs de AD ) en blanco. Q2K aplicar automticamente el valor de 12:00 AM a las otras horas

del da.

QUAL2K 20 July 16, 2004

1.2.6.6 La radiacion Solar

Esta hoja se utiliza para entrar la radiacin solar por hora para cada uno de alcance del

sistema. El uso de esta hoja es opcional y los valores introducidos slo sern utilizados si el

usuario selectes "observado" en la celda B16 de la "Hoja de luz y calor a utilizar los valores

observados de la radiacin solar en lugar de una de las opciones para un modelo de

radiacin solar

1.2.7 Hoja de Precios

Esta hoja de clculo se utiliza para introducir los parmetros de velocidad del modelo y las

opciones para la calibracin automtica opcional (Figura 11 a Figura 15).

Figura 11a. La parte de la Hoja de ndices para estequiometra parmetros de entrada y tasa de slidos inorgnicos en suspensin y el oxgeno.

QUAL2K 21 July 16, 2004

Calibracin automtica:

Q2K tiene la capacidad para calibrar automticamente los parmetros de tipo seleccionado. El

usuario tiene la opcin de especificar los valores para cada tipo de parmetro que se utilizarn, o

que permiten Q2K para auto-calibrar los parmetros tipo seleccionado. Columna E se utiliza para

seleccionar 'S' o 'No' para seleccionar si un parmetro de tipo especfico se calibra

automticamente. Si "No" est seleccionada en la columna E para un parmetro de tipo

especfico, los valores consignados en la columna B ser utilizado para la simulacin. Los valores

en la columna B, siempre se usan cuando uno de los "Fortran Run 'Run VBA" o "se hace clic en

los botones. Columnas E, F, G, y slo se utilizan si el programa de calibracin automtica Q2K se

ejecute con la 'Run Auto-Cal en el botn' en la 'Hoja de Precios. Utilice la columna E para

seleccionar si se debe incluir un tipo especfico constante en la calibracin automtica.

Antes de la calibracin automtica se puede ejecutar, el usuario debe introducir una frmula en la

celda G3 de la hoja de 'valores' que calcula la bondad del ajuste de los resultados del modelo en

comparacin con los datos medidos. El usuario puede introducir cualquier frmula, siempre que

el incremento del valor resultante como la bondad de ajuste mejora. Por ejemplo, el inverso de la

raz del error cuadrtico medio sera una opcin aceptable, ya que disminuye RMSE como la

bondad de ajuste de mejora, por lo tanto, la inversa de los incrementos de RMSE como la bondad

de ajuste de mejora. Para obtener informacin ms detallada acerca de cmo la bondad de ajuste

es utilizado por el algoritmo gentico, se recomienda al usuario consultar la documentacin para

la subrutina PIKIAI que se utiliza en Q2K por Charbonneau y Knapp (1995).

La zona cero de la hoja de 'Fitness' est disponible para el usuario para construir una frmula para

la bondad de ajuste basado en la comparacin de los resultados observados y previstos. Una

frmula debe introducirse en la celda G3 de tal manera que el valor de fitness se recalcula

automticamente por un nuevo modelo de ejecucin. El valor de fitness calculado en la celda G3

debe aumentar a medida que aumenta la bondad de ajuste.

Para realizar la calibracin automtica, haga clic en 'Run Auto-Cal' botn de arriba despus de

hacer las selecciones apropiadas en las columnas E, F y G y la construccin de la frmula de

fitness en la celda G3. Ajustes de control para la calibracin automtica estn disponibles en las

clulas J9: J21.

El algoritmo gentico utilizado por Q2K es Pikaia. La documentacin detallada de Pikaia est

disponible en el siguiente enlace:

http://www.hao.ucar.edu/public/research/si/pikaia/pikaia.html

El algoritmo gentico lleva a cabo su tarea en la maximizacin de un usuario-seleccionado

nmero de corridas del modelo para definir una poblacin (NP). Este tamao de la poblacin se

mantiene constante durante todo el proceso evolutivo. En lugar de la evolucin de la poblacin

hasta que se cumple algn criterio de tolerancia preestablecido, el algoritmo gentico lleva a la

evolucin hacia adelante en un nmero especfico de generaciones (ngen).

Los ajustes de control para el algoritmo gentico son tambin entr en la hoja de 'valores' como se

muestra en la Figura 11b. El tiempo de ejecucin para la calibracin automtica se determina por

el nmero de modelo se ejecuta en una poblacin (NP) y el nmero de generaciones (ngen). El

algoritmo gentico se ejecutar el modelo, al menos, NP * (ngen + 1) veces durante la calibracin

automtica. La documentacin detallada del algoritmo gentico Pikaia es proporcionada por

QUAL2K 22 July 16, 2004

Charbonneau y Knapp (1995).

Figura 11b. La parte de la Hoja de Precios utiliza para introducir los ajustes de control

para el algoritmo gentico para la calibracin automtica.

Semilla de nmero aleatorio. Cualquier valor entero puede ser introducido por un valor inicial

para el generador de nmeros aleatorios.

Nmero de modelo se ejecuta en una poblacin. (por defecto 100)

Nmero de generaciones en la evolucin. Este es el nmero de generaciones ms que la

solucin para la calibracin automtica es la evolucin (por defecto es 50)

Nmero de dgitos para codificar el genotipo - nmero de dgitos significativos (es decir, el

nmero de

genes), retenido en la codificacin de los cromosomas (por defecto es 5)

Probabilidad de cruce. debe ser = 0,0 (valor por defecto es 0,0005)

Mxima tasa de mutacin. Debe ser

QUAL2K 23 July 16, 2004

recomendados para estos parmetros se muestran en la Tabla 1.

Cuadro 1 Los valores recomendados para la estequiometra.

Carbono 40 gC

Nitrgeno 7,2 gN

Fsforo 1 GP

Peso en seco 100 GD

Clorofila 1 AG

Cabe sealar que la clorofila es la ms variable de estos valores con un rango entre 0,5 y 2 ga.

Inorgnicos slidos en suspensin:

Velocidad de sedimentacin

Oxgeno:

Modelo de aireacin. Recuerde que la hoja de clculo Reach (Figura 9) se puede utilizar para

especificar el tipo de aireacin para cada alcance. Tenga en cuenta que cuando la aireacin se

introduce de esta manera, todas las dems opciones son anulados. Si la aireacin no se especifica

en la hoja de REACH, un men desplegable (Figura 12) se utiliza para seleccionar entre varias

opciones para determinar reaereacin ro. La opcin seleccionada ser aplicado a todas las clulas

que se dejaron en blanco o nulo en la Hoja de REACH.

Tenga en cuenta que la opcin interior es el valor predeterminado y hace que la aireacin que se

calcula internos dependiendo de la profundidad del ro y la velocidad.

Figura 12. El men desplegable de las tasas de reaereacin mundial.

Correccin de la temperatura (aireacin). El valor sugerido: 1,024.

Efecto del viento aireacin. Como en la figura 13, tres opciones se pueden utilizar en caso de

que desee incluir el efecto del viento sobre la tasa de aireacin. El valor por defecto es no incluir

el efecto del viento (Ninguno).

Figura 13. El men desplegable para especificar el viento inducida por aireacin

QUAL2K 24 July 16, 2004

O2 para la oxidacin CBOD. El valor sugerido: 2,69 gO2/gC.

O2 para la nitrificacin NH4. El valor sugerido: 4,57 gO2/gC.

Varios tipos de modelo, se inhiben o mejorados (desnitrificacin) en la baja concentracin de

oxgeno. El valor por defecto para todos estos casos es la frmula exponencial con un valor de 0,6

L/mgO2 para el parmetro de la inhibicin ..

La inhibicin de la oxidacin de oxgeno C modelo. Un men desplegable se utiliza para elegir

entre las siguientes opciones:

La mitad de la saturacin de Exponencial de segundo orden Parmetro de la inhibicin de oxgeno C. Este debera ser el parmetro adecuado para el

modelo elegido de oxgeno inhibicin especifica en la celda B22.

La inhibicin de la nitrificacin modelo de oxgeno. Un men desplegable se utiliza para elegir


La mitad de la saturacin de Exponencial de segundo orden La inhibicin de la nitrificacin parmetro de oxgeno. Este debera ser el parmetro adecuado

para el modelo elegido de oxgeno se especifica en la inhibicin de B24 de la clula.

La mejora del modelo de oxgeno desnitrificacin. Un men desplegable se utiliza para elegir


La mitad de la saturacin de Exponencial de segundo orden Mejora de los parmetros de oxgeno desnitrificacin. Este debera ser el parmetro adecuado

para el modelo de mejora de oxgeno que se especifican en la celda B26 se especifica en la clula.

La inhibicin de la respiracin de oxgeno del fitoplancton. Un men desplegable se utiliza

para elegir entre las siguientes opciones:

La mitad de la saturacin de Exponencial de segundo orden La inhibicin de la respiracin de oxgeno del fitoplancton parmetro. Este debera ser el

parmetro adecuado para el modelo elegido de oxgeno se especifica en la inhibicin de B28 de la

clula.

Parte inferior de inhibicin de la respiracin de oxgeno de las algas. Un men desplegable se

utiliza para elegir entre las siguientes opciones:

La mitad de la saturacin de Exponencial de segundo orden La inhibicin de la respiracin de oxgeno inferior algas parmetro. Este debera ser el

parmetro adecuado para el modelo elegido de oxgeno se especifica en la inhibicin de B30 de la

clula.

La figura 14 muestra la parte de la Hoja de ndices para los parmetros de velocidad de entrada

para CBOD lento, CBOD rpido, N orgnico, amonio, nitrato, P orgnico e inorgnico P.

QUAL2K 25 July 16, 2004

Figura 14. La parte de la Hoja de ndices para los parmetros de velocidad de entrada para

CBOD lento, CBOD rpido, N orgnico, amonio, nitrato, P orgnico e inorgnico P.

CBOD lenta:

Velocidad de hidrlisis

Correccin de la temperatura

CBOD rpida:

Porcentaje de oxidacin


N orgnico:

QUAL2K 26 July 16, 2004

Hidrlisis



De amonio:

Nitrificacin


Nitrato:

Desnitrificacin


Desnitrificacin coeficiente de transferencia de sedimentos. Este parmetro puede ser utilizado

para simular la difusin de nitrato en los sedimentos donde se desnitriza a gas nitrgeno.


P orgnico:

Hidrlisis



P inorgnico:

Velocidad de sedimentacin. Este parmetro se utiliza para simular una mayor prdida de los

sedimentos en los casos en que el fsforo inorgnico serbales a la solucin de partculas.

Sed de oxgeno media P atenuacin sb constante. Este parmetro se utiliza para atenuar

comentarios sedimentos de fsforo en funcin de los niveles de oxgeno disuelto en el agua. En el

caso de que el fsforo es slo liberado de los sedimentos en los niveles bajos de oxgeno, este

parmetro se debe establecer en un valor de 0,05 mgO2 / L.

La figura 15 muestra la parte de la Hoja de ndices para los parmetros de velocidad de entrada

para el fitoplancton.

QUAL2K 27 July 16, 2004

Figura 15. La parte de la Hoja de ndices para los parmetros de velocidad de entrada para

el fitoplancton.

Plantas flotantes (fitoplancton):

Mxima Tasa de Crecimiento


Respiracin


Muerte


La saturacin de nitrgeno media constante de

La saturacin de fsforo medio constante

El carbono inorgnico media constante de saturacin. Un breve resumen de la literatura

sugiere que estas directrices para la media de saturacin para CO2/HCO3-:

Hein (1997) sugiere un valor de rango medio de la mitad de CO2 de saturacin para el fitoplancton de unos 13e-6 mol / L con un rango posible de 0.1e-6 a 170e-6 mol / L para 25

especies de agua dulce del fitoplancton (este rango incluye una mezcla de especies que estn

restringidas a CO2 y de especies que pueden utilizar HCO3-).

Maberly y Spence (1983) resumen una serie en la literatura de 80e-6 a 706e-6 mol / L para la media de CO2 de saturacin para los macrfitos (Esta gama incluye una mezcla de especies que

estn restringidas al CO2 y de especies que pueden utilizar HCO3-).

Maberly y Madsen (1998) reportan una serie de 22E-6 a 170e-6 moles por litro para la media de saturacin para las especies que estn restringidas a CO2, y 175e-6 a 550e-6 moles por litro para

las especies que se pueden utilizar de CO2 y HCO3-. Este artculo sugiere que las especies que

pueden utilizar HCO3-tienen la mitad significativamente mayor en comparacin con las

constantes de la saturacin de las especies que estn restringidas a CO2. Los autores sugieren que

"... macrfitas que estn restringidas al CO2 tienen una mayor afinidad para la captacin de CO2

QUAL2K 28 July 16, 2004

que las especies que tienen una capacidad adicional para utilizar HCO3-", aunque el mecanismo

de la diferencia no est clara.

Si HCO3-uso est indicado en la celda B69, entonces la media constante de saturacin se aplica a

la suma de HCO3 y CO2 en lugar de slo el CO2.

HCO3 uso fitoplancton-como sustrato. Dos opciones estn disponibles en la lista desplegable:

"S" si el fitoplancton puede utilizar tanto HCO3-y CO2 como sustrato. 'No' si phytoplankon se limitan a CO2 como sustrato. Modelo de la Luz. Un men desplegable se utiliza para seleccionar entre tres modelos de luz: La

mitad de saturacin, Smith y Steele. El modelo de saturacin del medio es el predeterminado.

Luz constante

De preferencia de amonaco


La figura 16 muestra la parte de la Hoja de ndices para los parmetros de velocidad de entrada de

algas del fondo.

Figura 16. La parte de la Hoja de ndices para los parmetros de velocidad de entrada de algas del fondo.

QUAL2K 29 July 16, 2004

Algas del fondo:

Modelo de crecimiento. Las algas del fondo pueden ser simulados ya sea con una orden cero o

un modelo de primer orden. El valor predeterminado es de orden cero.

La tasa de crecimiento mxima. Dependiendo del modelo de orden elegido, esta es la mxima

tasa de crecimiento a 20 C en unidades de gD/m2/d orden (cero) o d 1 (primer orden). Correccin de la temperatura. Coeficiente de ajuste de la temperatura de la tasa de crecimiento

mxima.

Modelo de primer orden la capacidad de carga. En el caso de que un modelo de primer orden

que se elija, una capacidad de carga es necesaria para el crecimiento de la envolvente.

La tasa de respiracin basal. Leyes y Challup sugieren una tasa de morosidad respiracin basal

de 0,042 d ^ -1 por Chapra (1997) la ecuacin 33.40.

Foto parmetro de tasa de respiracin. Leyes y Challup sugerir un defecto de 0,389 por Chapra

(1997) la ecuacin 33.40 para corresponder a la respiracin relacionados con el crecimiento de

alrededor del 39% de la tasa de crecimiento. Para utilizar un solo tipo de respiracin basal, sin

consideracin de la foto-respiracin introducir un valor de 0.

Correccin de la temperatura. Coeficiente de ajuste de la temperatura de la tasa de respiracin

basal.

Tasa de mortalidad Correccin de la temperatura. Coeficiente de ajuste de la temperatura de la tasa de mortalidad.

Medio externo constante de saturacin de nitrgeno

Un medio externo de fsforo constante de saturacin El carbono inorgnico media constante de saturacin. Un breve resumen de la literatura

sugiere que estas directrices para la media de saturacin para CO2/HCO3-:

Hein (1997) sugiere un valor de rango medio de la mitad de CO2 de saturacin para el fitoplancton de unos 13e-6 mol / L con un rango posible de 0.1e-6 a 170e-6 mol / L para 25

especies de agua dulce del fitoplancton (este rango incluye una mezcla de especies que estn

restringidas a CO2 y de especies que pueden utilizar HCO3-).

Maberly y Spence (1983) resumen una serie en la literatura de 80e-6 a 706e-6 mol / L para la media de CO2 de saturacin para los macrfitos (Esta gama incluye una mezcla de especies que

estn restringidas al CO2 y de especies que pueden utilizar HCO3-).

Maberly y Madsen (1998) reportan una serie de 22E-6 a 170e-6 moles por litro para la media de saturacin para las especies que estn restringidas a CO2, y 175e-6 a 550e-6 moles por litro para

las especies que se pueden utilizar de CO2 y HCO3-. Este artculo sugiere que las especies que

pueden utilizar HCO3-tienen la mitad significativamente mayor en comparacin con las

constantes de la saturacin de las especies que estn restringidas a CO2. Los autores sugieren que

"... macrfitas que estn restringidas al CO2 tienen una mayor afinidad para la captacin de CO2

que las especies que tienen una capacidad adicional para utilizar HCO3-", aunque el mecanismo

de la diferencia no est clara.

Si HCO3-uso est indicado en la celda B69, entonces la media constante de saturacin se aplica a

la suma de HCO3 y CO2 en lugar de slo el CO2.

Bottom HCO3 uso de algas como sustrato. Dos opciones estn disponibles en la lista

desplegable:

"S" si las algas del fondo pueden utilizar tanto HCO3-y CO2 como sustrato. N '' si algas del fondo se limitan a CO2 como sustrato. Modelo de la Luz. Un men desplegable se utiliza para seleccionar entre tres modelos de luz: La

mitad de saturacin, Smith y Steele. El modelo de saturacin del medio es el predeterminado.

De luz constante

De preferencia de amonaco

De cuotas de subsistencia para el nitrgeno

De cuotas de subsistencia para el fsforo

QUAL2K 30 July 16, 2004

Tasa mxima de absorcin de nitrgeno

Tasa mxima de absorcin de fsforo

Medio de nitrgeno interior sb constante

Medio de fsforo Interior sb constante

La figura 17 muestra la parte de la Hoja de ndices para los parmetros de velocidad de entrada de

algas del fondo.

Figura 17. La parte de la Hoja de ndices para los parmetros de velocidad de entrada de detritus, los agentes patgenos, el pH, el metabolismo de hyporheic, y el componente

genrico.

Detritus (POM):

QUAL2K 31 July 16, 2004

Disolucin



Patgenos:

Decay



Alpha constante de la mortalidad de luz

pH:

pCO2. La presin parcial de CO2 en la atmsfera.

Metabolismo Hyporheic:

Modelo para la oxidacin del biofilm de CBOD rpido. La oxidacin del biofilm de CBOD

rpido se puede simular ya sea con una orden cero (gO2/m2/d) o de primer orden (da-1) del

modelo. El valor predeterminado es de orden cero.

Nmero mximo de tasa de crecimiento de biopelcula. Dependiendo del modelo de orden

elegido, esta es la oxidacin o la mxima tasa de crecimiento a 20 C en unidades de gO2/m2/d

orden (cero) o d 1 (primer orden). Correccin Temp.

Medio CBOD rpida saturacin.

Modelo Inhib oxgeno.

Parmetro Inhib de oxgeno.

Frecuencia respiratoria. Este y los siguientes parmetros slo se utilizan cuando el nivel 2

fue seleccionado en la celda B21 de la hoja de QUAL2K, y son similares a los parmetros de

algas del fondo arriba.

Correccin Temp.

Tasa de mortalidad.

Correccin Temp.

Medio de nitrgeno externo sb constante.

Medio de fsforo Exteriores sb constante.

De preferencia de amonaco.

Modelo de primer orden la capacidad de carga. En el caso de que un modelo de primer orden

que se elija, una capacidad de carga es necesaria para el crecimiento de la envolvente. Este es el

mximo posible en la biomasa de biopelcula gD/m2.

Componente genrico:

Decay



Componente de uso genrico como bacalao? El usuario tiene la opcin de utilizar el

componente genrico en una de dos maneras:

Seleccione 'S' para utilizar la variable de componentes genricos como un no-no carbonadas forma de nitrgeno de la demanda qumica de oxgeno (DQO) en unidades de mgO2/L.If 'S' se

QUAL2K 32 July 16, 2004

selecciona entonces la cantidad de bacalao que se descompone se resta la variable de estado de

oxgeno disuelto en los derivados de balance de masa. El usuario debe introducir las

concentraciones de DQO en las unidades de mgO2 / L para la cabecera, lmite aguas abajo (si se

utiliza), las fuentes puntuales y fuentes difusas.

Seleccione 'No' para asumir que el componente genrico no interacta con variables de estado. El usuario deber pueden entrar en la concentracin del componente genrico en todas las

unidades de concentracin consistente en la cabecera, el mbito de aguas abajo (si se utiliza), las

fuentes puntuales y fuentes difusas (uso de unidades de concentracin igual para todos).

QUAL2K 33 July 16, 2004

1.2.8 Luz y Calor hoja de clculo

Esta hoja de clculo se utiliza para introducir la informacin relacionada con la luz del sistema y

los parmetros de calor.

Figura 18. La hoja de luz que se utiliza a la luz de entrada de los parmetros relacionados.

La radiacin fotosintticamente disponible. Esta es la fraccin de la radiacin solar que est

disponible para la fotosntesis. Se recomienda que este valor se establece en 0,47.

Extincin de la luz de fondo. Esto explica los parmetros para la extincin de la luz debido al

agua y el color.

Lineal extincin de la luz de la clorofila. Esto explica los parmetros de la dependencia lineal

de la extincin de la luz debido al fitoplancton clorofila a. Segn Riley (1956), este parmetro se

debe establecer en 0,0088 / (m ga / L). No lineal de extincin de la luz de la clorofila. Esto explica los parmetros de la dependencia no

lineal de la extincin de la luz debido al fitoplancton clorofila a. Segn Riley (1956), este

parmetro se debe establecer en 0,054 / (m ( ga / L) 2 / 3). Tenga en cuenta que si se cree que la relacin es lineal, este parmetro se puede ajustar a cero y el coeficiente lineal modificado en

consecuencia.

De slidos suspendidos inorgnicos extincin de la luz. Esto explica los parmetros de la

dependencia no lineal de la extincin de la luz sobre la inorgnicos slidos en suspensin.

QUAL2K 34 July 16, 2004

Detritus de extincin de luz. Esto explica los parmetros de la dependencia no lineal de la

extincin de la luz de detritus.

Modelo de la atenuacin atmosfrica para la energa solar (por defecto: Bras). Un men

desplegable le permite elegir entre 2 opciones: los sujetadores o Ryan modelos Stolzenbach. Para

utilizar los datos observados en el 'Solar' Hoja de seleccionar 'observados'.

Coeficiente de turbidez atmosfrica (2 = claro, 5 = smog, por defecto = 2). Esto se utiliza si se

ha seleccionado el modelo de Bras solar

Coeficiente de transmisin atmosfrica (0.70-0.91, por defecto 0,8). Esto se utiliza si se

selecciona el modelo de Ryan Stolzenbach solar.

Atmsfera modelo emisividad de onda larga (por defecto recomendado: Brutsaert). Un men

desplegable le permite elegir entre 6 opciones: la Brutsaert, Brunt Idso-Jackson, Koberg,

Satterlund, o modelos Swinbank.

Parmetro para la emisividad mediante la ecuacin Brutsaert. Brutsaert (1982) recomienda un

valor por defecto de 1,24 basado en los valores tpicos de diferentes constantes fsicas. Varios

artculos han sido publicados con diferentes valores recomendados por la incertidumbre y la

calibracin de las observaciones de hundimiento de radiacin de onda larga. Crawford y Duchon

(1999) sugiere una serie de kbrut de 1,28 en enero a 1,16 en julio con Variaton temporada

sinusoidal. Sridhar y Elliot (2002) recomienda un valor medio de 1,31 basado en la calibracin de

los datos observados de radiacin de onda larga en Oklahoma, con valores que van desde 1,30

hasta 1,32 entre los cuatro sitios. Culf y Gash (1993) tambin recomienda un valor de 1,31 en

lugar de 1,24 en pocas de sequa en Nger, y un valor reducido durante las estaciones hmedas.

Un valor por defecto de 1,24 se sugiere.

Funcin de la velocidad del viento de la evaporacin y la conveccin de aire y de la conduccin

(por defecto: Brady-Graves-Geyer). Un men desplegable le permite elegir entre 3 opciones: el

Plan Brady de Graves-Geyer, el Adams 1, o los modelos de 2 Adams.

1.1.8 Fuentes Fijas hoja de clculo

Esta hoja de clculo se utiliza para introducir la informacin de fuentes relacionadas con el punto

del sistema.

Figura 19. Las fuentes puntuales Hoja de clculo.

QUAL2K 35 July 16, 2004

Nombre. Especificada por el usuario etiqueta para identificar el particular punto de entrada de la

fuente o la abstraccin.

Ubicacin. El kilmetro donde la fuente de punto o la abstraccin entra o sale del ro.

Fuente entradas y salidas. Una fuente puede ser una entrada (carga o tributario) o una salida

(abstraccin). Tenga en cuenta que no puede ser ambas cosas. Si hay un flujo de abstraccin (es

decir, un valor positivo en la columna C), el resto de la informacin en las columnas D a travs de

la Z ser ignorado.

Punto de abstraccin. Para una abstraccin, un valor positivo para el flujo (m3 / s) debe ser

introducido. Si se hace esto, los valores en las columnas D a travs de AZ debe dejarse en blanco.

Punto de entrada. Para una entrada, un valor para el flujo (m3 / s) deben incluirse en la columna

D. Columna C debe ser un cero o un espacio en blanco.

Mandantes. La temperatura y las concentraciones de la calidad del agua de la entrada se registran

en las columnas E a travs de AZ.

QUAL2K permite que la temperatura y las concentraciones de cada fuente a punto de introducirse

como una sinusoide que vara durante el ciclo de Diel. La figura 20 muestra un ejemplo de la

temperatura de la depuradora de CO Boulder.

19

21

6:00 12:00 18:00 0:00 6:00

Time of max = 17:13

Mean = 20.057

Range/2 = 0.717

20

Figura 20. De temperatura para el Boulder, CO de aguas residuales de plantas de tratamiento de efluentes de septiembre 21-22, 1987, junto con un ajuste sinusoidal a los datos.

1.2.9 Hoja de fuentes difusas

Esta hoja de clculo se utiliza para introducir la informacin relacionada difusa del sistema (es

decir, no el punto) las fuentes y las abstracciones.

QUAL2K 36 July 16, 2004

Figura 21. Las fuentes difusas Hoja de clculo.

Nombre. Especificada por el usuario etiqueta para identificar el flujo difuso particular o la

abstraccin.

Ubicacin. Los kilmetros aguas arriba y aguas abajo sobre la que la fuente difusa o

abstraccin entra o sale del ro.

Fuente entradas y salidas. Una fuente puede ser distribuido ya sea una entrada (carga o

tributario) o una salida (abstraccin). Tenga en cuenta que no puede ser ambas cosas. Si hay

un flujo de abstraccin (es decir, un valor positivo en la columna D), el resto de la informacin

en las columnas a travs de E U se ignorar. Si la ubicacin de un segmento particular, en

realidad tiene entrada y salida difusa, a continuacin, ya que pueden ser inscritos en filas

distintas.

Abstraccin difusa. Para una abstraccin, un valor positivo para el flujo (m3 / s) deben

incluirse en la columna D. Si se hace esto, los valores en las columnas a travs de E U debe

dejarse en blanco.

Entrada difusa. Para una entrada, un valor para el flujo (m3 / s), deber consignarse en la

columna E. En la columna D debe ser un cero o un espacio en blanco.

Mandantes. La temperatura y las concentraciones de la calidad del agua de la entrada difusa

se registran en las columnas F a travs de U.

QUAL2K 37 July 16, 2004

1.3ADVERTENCIAS HOJA DE TRABAJO

La hoja de advertencias mostrar las advertencias que se producen cuando se ejecuta el modelo.

Es una buena idea inspeccionar la Hoja de Avisos despus de ejecutar el modelo. Si las entradas

estn mal detectado en algunas de las hojas de entrada a continuacin advertencias pueden ser

proporcionados. Por ejemplo, si el usuario especifica en la celda B21 de la Hoja de QUAL2K que

el metabolismo hyporheic no debe calcularse, pero el usuario tambin se incluye un valor positivo

para el flujo de intercambio hyporheic en AL columna de la hoja de clculo Reach, entonces una

advertencia adecuadas para explicar que simulacin hyporheic no ocurrir a menos que se

especifique en la hoja de QUAL2K.

1.4 HOJAS DE DATOS (OPCIONAL) Una serie de hojas de clculo se utilizan para introducir los datos de medicin para la exhibicin en las parcelas. Esta informacin es opcional, es decir, el modelo se ejecutar independientemente de si estas fichas contienen datos. Estos son identificados por pestaas amarillo plido.

1.4.1 Hidrulica datos de la hoja (Opcional) Esta hoja se utiliza para introducir los datos relacionados con la hidrulica del sistema (Figura 22).

Figura 22. La hoja de datos de Hidrulica.

Distancia. Esta es la distancia (km) en la que los datos se representan grficamente la hidrulica.

Q-datos. Flujo de datos en m3 / s.

H-datos. La data de profundidad, en m.

U-datos. Datos de la velocidad en m / s.

El tiempo de viaje-datos. El tiempo de viaje en das.

QUAL2K 38 July 16, 2004

1.4.2 Hoja de datos de temperatura

Esta hoja de clculo se utiliza para introducir los datos de temperatura (Figura 23).

Figura 23. La hoja de datos de temperatura.

Distancia. Esta es la distancia (km) en la que los datos de temperatura se representan.

La temperatura media de datos. La temperatura media en oC.

Temperatura mnima de datos. La temperatura mnima en oC.

Temperatura mxima de datos. La temperatura mxima en oC.

1.3.3 WQ datos de la hoja

Esta hoja de clculo se utiliza para introducir los valores medios diarios para los datos de calidad

del agua. La primera parte de la hoja de clculo se muestra en la Figura 24.

QUAL2K 39 July 16, 2004

Figura 24. La primera parte de la Hoja de Datos sobre el Agua de calidad.

Distancia. Esta es la distancia (km) en la que los datos de calidad del agua se representan.

Mandantes. La media de las concentraciones medidas de la calidad del agua se registran en las

columnas B a travs de P.

Otras concentraciones y flujos. Una variedad de otras concentraciones y flujos se registran en

las columnas Q a travs de AC como se muestra en la Figura 25. Estos son

Algas del fondo en las unidades de mgA/m2.

Nitrgeno total de datos.

De fsforo total de datos.

Slidos suspendidos totales de datos.

NH3 (amoniaco sindicalizados)-los datos

% De saturacin de datos.

SOD-datos

De flujo de sedimentos de amonio.

De flujo de metano de sedimentos.

De flujo de sedimentos de fsforo inorgnico.

DBO final de carbn. Este es el total de detritus, CBOD lento, CBOD rpido, y la biomasa de

fitoplancton expresado en equivalentes de oxgeno.

Carbono orgnico total. Este es el total de slidos suspendidos inorgnicos, la biomasa de

fitoplancton y detritus, expresadas en carbono.

Biopelcula Hyporheic. Esta es la biomasa observada de biofilm bacterias hetertrofas expresado

como gD/m2.

Figura 25. La ltima parte del agua de calidad de datos Hoja de clculo.

1.4.4 WQ Min Hoja de Datos Esta hoja de clculo se utiliza para introducir valores mnimos diarios para los datos de calidad

del agua. La distribucin es la misma que para la hoja de datos de WQ.

1.4.5 WQ Max Hoja de Datos Esta hoja de clculo se utiliza para introducir los valores mximos diarios para los datos de

calidad del agua. La distribucin es la misma que para la hoja de datos de WQ.

QUAL2K 40 July 16, 2004

1.4.6 Diel datos de la hoja Esta hoja de clculo se utiliza para introducir datos Diel para un alcance seleccionado. Estos datos

se representan grficamente en los puntos de las grficas de los resultados del modelo Diel. El

usuario tambin puede cambiar la dinmica de las parcelas diel a cualquier alcance, en primer

lugar introducir un nmero nuevo alcance en la celda C6 (pulse la tecla Enter despus de

introducir el nuevo valor), y luego usar el botn "parcelas Diel cambio a este alcance". Para

mostrar todos los datos para todos los Diel alcanza en la Hoja de Datos Diel (por ejemplo, para

borrar los datos o introducir datos para ms alcance) puede desactivar funcin de Autofiltro de

Excel utilizando la seleccin de men de Excel "Datos / Filtro / Autofiltro.

Figura 26. La hoja de datos Diel.

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1.5 HOJAS DE SALIDA Estos son una serie de hojas de clculo que presentan cuadros de la produccin numrica

generada por Q2K. Esta informacin se muestra en las parcelas junto con los datos medidos.

Estos son identificados por pestaas verde plido.

1.5.1 Origen Hoja de Resumen Esta hoja resume la carga total para cada modelo de llegar a la hora del da. Tenga en cuenta

que la celda B1 indica si la salida para la carrera ltimo modelo fue realizado por el VBA o

las versiones de Fortran de Q2K.

Figura 27. La hoja de resumen de las fuentes.

1.5.2 Resumen de hoja de clculo de Hidrulica

Esta hoja de trabajo resume los parmetros hidrulicos para llegar a cada modelo.

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Figura 28. La hoja de resumen de Hidrulica.

1.5.3 Hoja de salida de la temperatura Esta hoja de trabajo resume el resultado de la temperatura para llegar a cada modelo.

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Figura 29. La salida de la temperatura Hoja de clculo.

1.5.4 Agua calidad de salida de hoja de clculo

Esta hoja de trabajo resume el resultado de la concentracin media para llegar a cada modelo.

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Figura 30. La primera parte de la salida de Calidad del Agua Hoja de clculo.

Figura 31. La ltima parte de la salida de Calidad del Agua Hoja de clculo.

1.5.5 Calidad del Agua de salida mnima Hoja de WQ

Esta hoja resume la concentracin mnima de agua del modelo, las variables de calidad para

llegar a cada modelo. Tiene el mismo diseo que la calidad de salida de agua de hojas (Figura 30

y Figura 31).

1.5.6 Calidad del Agua de salida mximo Hoja de WQ

Esta hoja resume la concentracin mxima de agua del modelo, las variables de calidad para

QUAL2K 45 July 16, 2004

llegar a cada modelo. Tiene el mismo diseo que la calidad de salida de agua de hojas (Figura 30

y Figura 31).

1.5.7 Hoja de clculo de flujo de sedimentos de salida

Esta hoja de trabajo resume el alcance-en promedio y por da-un promedio de flujos de oxgeno y

nutrientes entre el agua y el compartimiento de los sedimentos subyacentes para llegar a cada

modelo. Los flujos debido a la diagnesis y hyporheic de cambio se informa por separado. Los

valores positivos indican un flujo de fuente para el agua de los sedimentos o la zona de hyporheic.

Los valores negativos indican una prdida de la columna de agua a los sedimentos o la zona

hyporheic.

Figura 32. La hoja de flujo de sedimentos.

1.5.8 Diel columna de agua, Hyporheic y flujos de hojas de clculo

Estas pantallas hojas de salida Diel de temperatura y calidad de los datos constitutivos de agua para la

columna de agua y sedimentos / zona de hyporheic, y los flujos de la columna de agua de un alcance

seleccionado. El usuario tambin puede cambiar la dinmica de las parcelas diel a cualquier llegar a otros

introduciendo en primer lugar llegar a un nmero nuevo en la celda C4 (pulse la tecla Enter despus de

introducir el nuevo valor), y luego usar el botn "parcelas Diel cambio a este alcance". Diel La variacin

en el pH, slidos suspendidos totales, fsforo total, nitrgeno total, y la saturacin de oxgeno, tambin se

muestran.

La Diel columna de agua, hoja de clculo tambin muestra los factores de crecimiento de prescripcin de

las algas del fondo debido a la temperatura, la luz, nitrgeno, fsforo, carbono, y la limitacin combinado

de todos los factores. La hoja de trabajo Hyporheic Diel tambin muestra los flujos de sedimentos Diel de

diagnesis y hyporheic el metabolismo y la transferencia de masa. La Diel muestra flujos Hoja de flujos

de columna de agua para el calor, oxgeno disuelto, y carbono inorgnico.

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Figura 33. La salida Diel hoja de clculo.

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1.6 PARCELAS

Se trata de una serie de grficos de Excel que la produccin actual modelo en forma grfica. Estos

son identificados por Rose (espacial) y azul (Diel) aqu.

1.6.1 Listas espacial

QUAL2K muestra una serie de cartas que la trama la salida del modelo y los datos respecto a la

distancia (km) a lo largo del ro.

La figura 34 muestra un ejemplo de la trama de oxgeno disuelto. La lnea de negro es la

simulacin me refiero (como se muestra en la Hoja de WQ), mientras que las lneas rojas

punteadas son el mnimo (Min Hoja de WQ) y mximo (Max Hoja de WQ) los valores,

respectivamente. Los cuadrados de color negro son la media medida los puntos de datos que se

introdujeron en la Hoja de Datos WQ. Los cuadrados blancos son el mnimo (Min Hoja de WQ) y

mximo (Max Hoja de WQ) puntos de datos, respectivamente. La trama se etiqueta con el

nombre de ro y la fecha de la simulacin. Tenga en cuenta que este grfico tambin muestra la

saturacin de oxgeno como una lnea azul punteada.

Boulder Creek (8/21/1987)

0

2

4

6

8

10

12

14

024681012

distance upstream (Km)

dis

solv

ed o

xyg

en (

mg

/L)

DO(mgO2/L) DO (mgO2/L) data DO(mgO2/L) Min DO(mgO2/L) Max

Minimum DO-data Maximum DO-data DO sat

Figura 34. La trama de oxgeno disuelto respecto a la distancia en km aguas abajo.

La siguiente serie de variables se representan grficamente:

Hidrulica Parcelas:

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Tiempo de viaje Flujo Velocidad Profundidad reaereacin

La temperatura y estado de las parcelas de variables:

Temperatura Conductividad Estacin Espacial Internacional (inorgnicos slidos en suspensin) El oxgeno disuelto Detritus Lento CBOD Rpido CBOD DON (nitrgeno orgnico disuelto) NH4 (nitrgeno de amonaco) NO3 (nitrgeno ntrico) DOP (fsforo orgnico disuelto) Compuestos de fsforo Fitoplancton Bot Pl. gD por m2 (algas del fondo en las unidades de gD/m2) Patgenos Alcalinidad pH

Estado adicionales parcelas variable:

Bot Pl. MgA por m2 (algas del fondo en las unidades de mgA/m2) CBODu NH3 TN y TP SAT

En sedimentos y agua parcelas:

SOD Sed CH4 Flux Sed NH4 Flux P Inorg Sed Flux

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1.6.2 Diel Charts

QUAL2K muestra una serie de cartas que la trama la salida del modelo y los datos en funcin del

tiempo del da (en horas) para la temperatura y las variables del modelo de Estado.

La figura 35 muestra un ejemplo de la trama Diel de oxgeno disuelto. La lnea de negro es el pH

simulado (como aparece en la Hoja de Producto Diel). Los cuadrados de color negro son los

puntos de datos medidos que se introdujeron en la hoja de datos Diel. La trama se etiqueta con el

nombre de ro, la fecha y el nombre del alcance que se ha trazado. Tenga en cuenta que este

grfico tambin muestra la saturacin de oxgeno como una lnea azul punteada.

Boulder Creek (8/21/1987), reach 17

0

2

4

6

8

10

12

14

0 3 6 9 12 15 18 21 24

time of day (hours)

Water column: DO(mg/L) Hyporheic pore water: DO(mg/L) Water column: DOsat (mg/L) DO(mg/L) data

Figura 35. La trama Diel de oxgeno disuelto en funcin del tiempo del da.

qual2kw5_usermanualspanish

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