QUAL2E yan kollan da kapsayacak Ģekilde akarsularda ve iyi kanĢımlı göllerdeki klasik kirleticiler için bir kararlı hal modelidir. Su kalitesi yönetiminde planlama aracı olarak geliĢtirilen bu model, kararlı hal için olduğu gibi dinamik modellemede de kullanılabilmektedir. Dünyada en sık kullanılan yüzeysel kalite modelidir.
Model kalibrasyonu ve model kullanımı konusunda South Plate (ABD) nehrinde gerçekleĢtirilen çalıĢmalar ile USGS-QW ve QUAL2E modellerinin kalibrasyonu yapılmıĢtır (Paschal ve Mueller 1991).
Su kalite yönetiminde dinamik programlama modellerinden en uygununun belirlenmesi üzerine çözünmüĢ oksijen modelinin QUAL2E ile WASP4 karĢılaĢtırılmalı olarak atık yüklerin tespiti konusunda çalıĢmalar yapılmıĢtır (Cardwell ve Ellis, 1993).
Nehirler üzerinde üçüncü mertebe analiz yapabilen QUICK ve QUICKEST modellerinin farklılıkları ve uyumu Stamou (1992) tarafından çalıĢılmıĢtır.
Ġngilizler SALMONQ paket programını Wellington Enstitüsünde geliĢtirmiĢlerdir. Bu modelin kullanımı QUAL2E ye göre daha zordur. Çünkü çok fazla veriye ihtiyaç duymaktadır (SALMONQ User Documentation 1993).
Kanallarda network modellemesinde simültane çözüm algoritması üzerinde çalıĢmalar yapılmıĢtır (Choi ve Molinas 1993).
Literatürde genetik algoritmayı (GA) su kalite model parametrelerinin belirlenmesinde kullanan araĢtırmacılara rastlanmaktadır. Bunlar çözüm için en küçük kareler yöntemini kullanmıĢlardır (Mulligan ve Brown, 1998).
Rauch et al. (1998) mevcut akarsu su kalite modellerinden 10 önemli yazılımı karĢılaĢtırmalı olarak incelemiĢ ve bunlardan yalnızca iki tanesinin (AQUASIM ve DESERT) sınırlı parametre belirleme özelliğine sahip olduğunu belirtmiĢtir. Bunlardan AQUASIM, su sistemlerinin birçok alanında kullanılabilmektedir. Kısmen basit bir denitrifikasyon prosesi örneği için aktif çamur sistemlerinde model parametrelerinin belirlemesi için kullanılmıĢtır (Reichert et al. 1995).
Libelli ve grubunun çalıĢmasında MATLAB ve ArcView yazılmalarından yararlanarak nehir kalite modeli coğrafi referanslı olarak yapılmıĢtır. Bu çalıĢmada her iki program ASCII bir dosya ile iliĢkilendirilmiĢtir (Libelli et al. 2001). Libelli daha sonra 2002 yılında önceki çalıĢmasının benzer uygulamasını MATLAB'in Mapping Toolbox'ı ile geliĢtirmiĢtir (Libelli et al. 2002).
Son olarak Avrupa Birliği'nde özel bir proje sonucunda ortaya çıkan CBS temelli bir nehir çevre yönetimi ve tehlike değerlendirme yazılımı (GREAT-ER 2003) CBS teknolojisini kullanan bir 'nehir çevre yönetimi ve tehlike değerlendirme' yazılımı olan GREAT-ER (2003)'ın Ġngiltere-Yorkshire, Ġtalya-Lambro ve Almanya-Itter da 2 yıl süre ile doğruluğu sınanmıĢtır. Bu yazılım incelendiğinde bir nehirde izlenmesi gereken kirlilik parametrelerinin çoğunun dikkate alınmadığı görülmektedir. Ayrıca izlenen parametreler sadece kimyasal atıkların takibine yöneliktir. Bu yazılım yatıĢkın hali esas alır. Bilindiği gibi nehir davranıĢı dinamiktir. Ayrıca GREATER yazılımının parametre öngörme özelliği bulunmamaktadır. Oysa bu özellik, akarsuyun kalitesini belirleyecek modelin doğru çalıĢması için son derece önemlidir.
Mevcut su kalite modellerinden bir kısmı Cox (2003) tarafından karĢılaĢtırmalı olarak incelenmiĢ (Tablo 3.1) ve dünyada en çok kullanılanın QUAL2E olduğu belirtilmiĢtir. Ancak, QUAL2E (Brown 1987, Paschal 1991) de dahil olmak üzere, bilinen modellerin çoğunda dinamik benzetim özelliği yoktur ve model parametreleri deneme-yanılma yoluyla belirlenir. Bu iki özelliğe birden tam olarak sahip olan bir yazılım bulmak neredeyse mümkün gözükmemektedir.
Tablo 3.1 Bazı su kalite modellerinin özellikleri (Cox, 2003).
ÖZELLĠK
MODEL
TOMCAT SIMCAT QUAL2E QUASAR MIKE
11 ISIS Boyut 1-D X X X X X X 2-D Zaman YatıĢkın X X X Dinamik X X X Zorluk Basit X X Orta X X KarmaĢık X X Proses Ampirik Mekanistik X X X X X X
Veri tipi Stokastik X X X
Deterministik X X X X
Parametre tahmini
Var X
Yok
Yukarıda sunulan modellerin dıĢında USEPA tarafından desteklenen birkaç model daha vardır. Bu su kalite modellerinin isimleri ve kullanım amaçları Tablo 3.2‟de özetlenmektedir.
2
6
Tablo 3.2 Su kalitesi modelleri (EPA,2010)
Model Kullanım Amacı
AQUATOX
A Simulation Model for Aquatic Ecosystems
Sucul Ekosistemler Ġçin BenzeĢim Modeli
Ekosistemin bir kısmından diğer kısmına geçen kimyasal ve biyokütle benzeĢimini sağlayan ekosistem modeli olarak tanımlanıp, sucul ekosistemde kimyasalın sadece yayılımını tahmin etmekle kalmayıp, aynı zamanda canlı organizmalarda direk ve direk olmayan etkilerini de inceler.
WASP Water Quality Analysis Simulation Program Su Kalitesi Analiz Simulasyon Programı
WASP, yüzey suyundaki kirleticilerin taĢınımı ve transferini belirler. Model bir, iki veya üç boyutlu olarak uygulanabileceği gibi diğer hidrodinamik modellerle de bağlantı kurabilir. WASP, noktasal ve noktasal olmayan kaynaklardan gelen yükleri ve sınır değerleri düĢünerek adveksiyon ve dispersiyonun zamanla değiĢimini simule eder. Su kaynağı her bir kararlı değiĢken için baĢlangıç konsantrasyonları, sınır koĢulları, yükler ve tam karıĢım olan kutulara bölünerek simule edilebilir
CORMIX Cornell Mixing Zone Expert System Cornel KarıĢım Tabakası Uzman Sistemi
Noktasal kaynaklardan deĢarj edilen atıksu karakteristiğinin karıĢım tabakasındaki çevresel etkisini değerlendirmek üzere kullanılan su kalitesi modeli olup 3 alt sistemde incelenir. CORMIX 1 nehir göl ve haliçlerde tek bir noktada olan deĢarjın çevresel etkisini analiz etmede, CORMIX 2, çoklu deĢarjda yayılım karakteristiğini, CORMIX 3 ise yüksek hassasiyette alıcı su ortamında pozitif ve nötral yoğunluğu analiz eder.
QUAL2K Stream Water Quality Model Nehir Su Kalitesi Modeli Kararlı halde , hidrolik uniform olmayan sabit akıĢa göre günlük su kalitesi kinetiklerinin, ısı ve kütle girdileri, sıcaklık ve meteorolojik fonksiyonlarına göre noktasal ve noktasal olmayan kirletici kaynaklarını benzeĢtiren nehir ve ırmak su kalitesi modelidir.
EPD-RIV-I
A Dynamic, One Dimensional Hydrodynamic & Water Quality Model
Dinamik 1- boyutlu Hidrodinamik ve Su
Kalitesi Modeli 1 boyutlu hidrodinamik ve su kalitesi modeli olup , nehir ve göllerdeki mevcut olan Ģartlarda izin verilebilecek atık yükünü analiz etmek amacıyla dinamik Ģartlara göre benzeĢim yapmada kullanılır.