Báo cáo thực tập tốt nghiệp Quản lý lưu vực sông bằng mô hình QUAL2K

i với bức xạ không khí sạch (Rsc), nhìn tranh 16, có sự hiện diện của một dãy đường cong A0 tăng thêm với Tair và làm giảm với Rsc với Ab là hằng số. 0.0263 millibars-0.5 (about 0.031 mmHg-0.5). Tiếp theo đa thức được sử dụng trong Qual2k cung cấp một xấp xỉ liên tục của đường cong Koberg’s . Trong đó: Đoạn của đa thức trên là điểm mẫu của đường cong Koberg’s. Chú ý giới hạn trên 0.735 quy định là A0. Figure 16 The points are sampled from Koberg’s family of curves for determining the value of the Aa constant in Brunt’s equation for atmospheric longwave radiation (Koberg, 1964). The lines are the functional representation used in Q2K. 4.1.3 Bức xạ sóng dài trong nước Bức xạ quay trở lại bề mặt nước miêu tả bởi Stefan-Boltzmann. [45]. ε độ phát xạ của nước (=0.97), T là nhiệt độ của nước [0C]. 4.1.4 Độ dẫn và sự đối lưu Độ dẫn là sự vận chuyển nhiệt từ mô hình đến mô hình khi nhiệt độ khác nhau của vật chất đem lại sự tiếp xúc. Sự đối lưu là sự vận chuyển nhiệt xảy ra với sự chuyển động của chất lỏng. Cả hai đều có thể xảy ra trên bề mặt không khí – nước và có thể miêu tả bởi: [46]. Trong đó c1 là hệ số Bowen's (= 0.47 mmHg/oC). f(Uw), phụ thuộc vào sự vận chuyển tốc độ gió trên bề mặt nước tại đó Uw tốc độ gió ổn định trên bề mặt nước. 4.1.5 Sự bốc hơi và sự cô đặc Sự mất nhiệt làm bốc hơi có thể miêu tả bởi Dalton’s [49]. es áp suất hơi nước bão hòa tại bề mặt nước [mmHg], eair áp suất hơi nước [mmHg], áp suất hơi nước bão hòa có thể tính toán như sau: [50]. 4.2 Sự vận chuyển nước – trầm tích. Một cân bằng nhiệt dưới đáy trầm tích một phần tử nước i có thể được viết như sau: [51] Ts,i nhiệt độ đáy trầm tích dưới phàn tử i[0C] , Js,I dòng chảy nhiệt nước – trầm tích [cal/(cm2 d)], khối lượng riêng của trầm tích [g/cm3], Cps nhiệt dung riêng của trầm tích [cal/(g oC)], Hsed,I là độ dày của lớp trầm tích [cm]. Dòng chảy từ trầm tích đến nước có thể tính toán như sau: [52] Table 4 Thermal properties for natural sediments and the materials that comprise natural sediments. Cấu trúc mô hình. Thành phần và cân bằng khối chung. Cấu trúc mô hình được cho thấy trong bảng 5. Table 5 Model state variables Variable Symbol Units* Conductivity s mmhos Inorganic suspended solids mi mgD/L Dissolved oxygen o mgO2/L Slowly reacting CBOD cs mgO2/L Fast reacting CBOD cf mgO2/L Organic nitrogen no mgN/L Ammonia nitrogen na mgN/L Nitrate nitrogen nn mgN/L Organic phosphorus po mgP/L Inorganic phosphorus pi mgP/L Phytoplankton ap mgA/L Detritus mo mgD/L Pathogen X cfu/100 mL Alkalinity Alk mgCaCO3/L Total inorganic carbon cT mole/L Bottom algae biomass ab mgA/m2 Bottom algae nitrogen INb mgN/m2 Bottom algae phosphorus IPb mgP/m2 mg/L º g/m3; Mặc dù tất cả, nhưng tảo dưới đáy có thể thay đổi, cân bằng khối chung một thành phần trong một phần tử có thể được viết như sau: [53]. Figure 17 Mass balance. Độ rộng bên ngoài tính toán như sau: [54]. Trong đó cps,i,j là nồng độ điểm nguồn thứ j đối với phần tử i, [mg/L or mg/L], và cnps,i,j nồng độ tại điểm không phải điểm nguồn đối với phần tử i, [mg/L or mg/L]. Đối với tảo dưới đáy sự vận chuyển và loading terms có thể bỏ đi. [55]. [56]. [57]. Trong đó Sb,i lòng sông bị lắng xuống của sinh khối tảo dưới đáy do phản ứng [mgA/m2/d], SbN,I lòng sông bị lắng xuống nitrogen tảo dưới đáy do phản ứng [mgN/m2/d], SbP,i lòng sông bị lắng xuống của sinh khối phosphorus do phản ứng [mgP/m2/d]. Figure 18 Model kinetics and mass transfer processes. The state variables are defined in Table 5. Kinetic processes are dissolution (ds), hydrolysis (h), oxidation (ox), nitrification (n), denitrification (dn), photosynthesis (p), respiration (r), excretion (e), death (d), respiration/excretion (rx). Mass transfer processes are reaeration (re), settling (s), sediment oxygen demand (SOD), sediment exchange (se), and sediment inorganic carbon flux (cf). 5.2 Phản ứng cơ bản. 5.2.1 Phản ứng sinh hóa. Công thức hóa học sau đây được sử dụng để miêu tả phản ứng sinh khối lớn cần vị trí trong mô hình (Stumm and Morgan 1996): Sự quang hợp và sự hô hấp ở thực vật. Amoni như chất nền: [58] Nitrate as substrate: [59] Nitrification: [60]. Denitrification: [61]. Chú ý một số phản ứng được thêm vào sử dụng trong mô hình rất phức tạp với sự mô phỏng pH và ammonia. Vấn đề này sẽ được thảo luận trong các tài liệu sau: 5.2.2 Hóa học lượng pháp của vật chất hữu cơ. Mô hình yêu cầu phải có Stoichiometry của vật chất hữu cơ chỉ rõ bởi người sử dụng. Mô tả theo một đề xuất như là một xấp xỉ đầu tiên (Redfield et al. 1963, Chapra 1997), [62]. Trong đó gX là khối lượng của phần tử X[g], mgY là khối lượng của phần tử Y[mg]. Với D, C, N, P và A là trọng lượng khô của carbon, nitrogen, phosphorus, and chlorophyll, a tương ứng. Chú ý số lượng của chất diệp lục a có thể thay đổi xấp xỉ từ 500-2000 mgA, (Laws and Chalup 1990, Chapra 1997). Kết hợp các giá trị trên có thể xác định tỷ số hóa học lượng pháp như sau: [63]. Ví dụ như khối lượng của vật vụn ( trọng lượng khô tính bằng gam hay gD) phân hủy đến khi chấm dứt của một đơn vị khối lượng của thực vật ( trong milligrams of chlorophyll a or mgA) có thể tính như sau: . 5.2.2.1 Sự phát sinh và sự tiêu thụ Oxy. Mô hình yêu cầu sự phát sinh và tiêu hủy oxy là bắt buộc. Nếu ammonia là chất nền theo tỷ số (based on Eq. 58) có thể sử dụng để xác định số gam oxy phát sinh thay thế cho mỗi gam vật chất thực vật đó là kết quả của sự quang hợp. [64]. Nếu nitrat là chất nền tỷ lệ theo (based on Eq. 59) được áp dụng. [65]. Chú ý công thức 58 hầu như được sử dụng cho hóa học lượng pháp số lượng Oxy tiêu thụ cho thực vật hô hấp. Sự nitrat hóa theo tỷ lệ công thức 60. [66]. 5.2.2.2 Sử dụng CBOD để khử nitơ Miêu tả bởi công thức 61, CNOD được sử dụng để khử nitơ. [67]. 5.2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng Nhiệt độ ảnh hưởng đến phản ứng được xác định đầu tiên sử dụng trong mô hình được miêu tả bởi: [68]. Trong đó k(T) hằng số tốc độ phản ứng ở nhiệt độ T(0C), là hệ số nhiệt độ của phản ứng. 5.3 Biến số hỗn hợp. Thêm vào đó là các biến số thay đổi của mô hình, Q2K sẽ trình bày vài biến số hỗn hợp được tính toán như sau: Tổng cacbon hữu cơ (mgC/L): [69]. Tổng Nitrogen (mgN/L): [70]. Tổng Phosphorus (mgP/L): [71]. Tổng Kjeldahl Nitrogen (mgN/L): [72]. Tổng chất rắn lơ lửng. [73]. Cuối cùng là cacbon BOD, (mgO2/L): [74]. 5.4 Mối liên hệ biến số mô hình và dữ liệu. Tất cả cacbon BOD chậm và nhanh (cs và cf), tồn tại một liên quan không phức tạp giữa các giá trị mô hình và phép đo chất lượng nước. Tiếp theo là những đặc điểm chung. Chúng tôi cùng thảo luận vấn đề liên quan đến nhiều vấn đề khó của phép đo CBOD. Non-CBOD Variables and Data Tiếp theo là phép đo cần so sánh giá trị non – BOD với hiệu suất của mô hình. TEMP = temperature (oC) TKN = total kjeldahl nitrogen (mgN/L) or TN = total nitrogen (mgN/L) NH4 = ammonium nitrogen (mgN/L) NO2 = nitrite nitrogen (mgN/L) NO3 = nitrate nitrogen (mgN/L) CHLA = chlorophyll a (mgA/L) TP = total phosphorus (mgP/L) SRP = soluble reactive phosphorus (mgP/L) TSS = total suspended solids (mgD/L) VSS = volatile suspended solids (mgD/L) TOC = total organic carbon (mgC/L) DOC = dissolved organic carbon (mgC/L) DO = dissolved oxygen (mgO2/L) PH = pH ALK = alkalinity (mgCaCO3/L) COND = specific conductance (mmhos) Giá trị của phép đo có thể liên hệ với phép đo như sau. s = COND mi = TSS – VSS or TSS – rdc (TOC – DOC) o = DO no = TKN – NH4 – rna CHLA or no = TN – NO2 – NO3 – NH4 – rna CHLA na = NH4 nn = NO2 + NO3 po = TP – SRP – rpa CHLA pi = SRP ap = CHLA mo = VSS – rda CHLA or rdc (TOC – DOC) – rda CHLA pH = PH Alk = ALK cacbon BOD Giải thích phép đo trong nước thiên nhiên rất phức tạp bởi ba nhân tố. Lọc chống lại không lọc. Nếu mẫu không được lọc. Giá trị Bod phản ánh sự oxy hóa của cả sự phân hủy vad các hạt cacbon hữu cơ. Từ Q2K phân biệt giữa sự phân hủy (cs và cf) và hạt (m0 và a0) hữu cơ, chỉ một phép đo không lọc không cung cấp cơ bản và chính xác phân biệt các dạng riêng lẻ. Thêm vào đó một thành phần của BOD, phytoplankton (a0) có thể thêm sự phát sinh Oxy qua sự quang hợp. Nitrogenous BOD. Tiếp theo với sự oxy hóa của cacbon hữu cơ (CBOD). Sự nitart hóa hầu như sẽ góp phần làm mất oxy (NBOD), như vậy nếu mẫu bao gồm biến đổi nito, sự nitrat hóa là không ngăn chặn được, phép đo bao gồm cả hai loại BOD. Thời gian Incubation, trong thời gian ngắn, thường là 5 ngày, BOD là loại điển hình. Bởi vìQ2K sử dụng CBOD cuối cùng, trong 5 ngày BOD chuyển thành BOD cuối cùng, cao nhất trong một độ nhạy nhất định. Chúng tôi dề nghì theo như cách đo CBOD trong một loại tính toán trên nhân tố và kết quả được đo là thích hợp với Qual2k. Cách lọc: Mẫu phải được lọc trước khi làm để phân hủy riêng từ cacbon hữu cơ. Sự ngăn chặn khi lọc. Lọc có thể ngăn chặn bởi nó có thể ngăn chặn các chất hóa học như TCMP (2-chloro-6-(trichloro methyl) pyridine. Phép đo đúng sẽ phản ánh BOD. Trong trường hợp ngăn chặn không được. Giá trị phép đo có thể đúng cho nitơ bởi hiệu của lượng oxy tương đương sẽ làm giảm nito (= ron ´ TKN) trong mẫu. Tuy nhiên như với tất cả sự điều chỉnh cơ bản khác nhau, sự hiệu chỉnh phải đưa ra các lỗi chính xác. Incubation time. Mô hình CBOD tối đa là cơ bản, như vậy thì hai sự gần đúng có thể làm được. (1) sử dụng thời gian đủ dài như vậy giá trị cuối cùng có thể đo được, hoặc (2) sử dụng phép đo trong 5 ngày và ngoại suy kết quả cuối cùng. Phương pháp cuối cùng thường tính toán với công thức: [75]. Trong đó CBODFNU The nomenclature FNU stands for Filtration, Nitrification inhibition and Ultimate là CBOD phân hủy đến cùng [mgO2/L], CBODFN5 là CBOD phân hủy trong 5 ngày, [mgO2/L] và k1 là hệ số phân hủy trong chai, [/d]. Ngoài ra cần chú ý xem xét sự tiêu hủy thời gian, lợi ích từ việc sử dụng phép đo 5 ngày với ngoại suy, đúng hơn là biểu diễn thời gian dài hơn nữa CBOD. Mặc dù phép ngoại suy đưa vào vài lỗi, giá trị trong 5 ngày có thể có lợi nó yêu cầu giảm đến mức tối thiểu tác động của sự nitrat hóa, ngang bằng khi ngăn chặn có thể bắt đầu sử dụng trên cấu trúc thời gian dài. Nếu tất cả sự chuẩn bị trên có thể thi hành kết quả sẽ phù hợp với biến số mô hình bởi: cf + cs = CBODFNU . CBOD nhanh chống lại với CBOD chậm. Câu hỏi cuối cùng liên quan đến sự phân biệt giữa CBOD chậm và CBOD nhanh. Mặc dù chúng tôi tin tưởng ở đó sự hiện hành không đơn lẻ, đơn lẻ, khả thi và tiết kiệm trả lời cho vấn đề. Chúng tôi nghĩ rằng nên lựa chọn theo 2 cách tốt nhất sau đây: Lựa chọn 1: Miêu tả tất cả sự phân hủy, cacbon hữu cơ có thể oxy hóa với một lưu vực đơn lẻ ( CBOD nhanh). Mô hình bao gồm các thông số CBOD chậm. Nếu không có CBOD chậm đầu vào được nhập vào thì kết quả rất thiếu chính xác từ mô hình. Trong trường hợp đó. cf = CBODFNU cs = 0 Lựa chọn 2: Sử dụng CBOD cuối cùng, phép đo các phần tử nhỏ, nhanh và tính toán CBOD chậm bởi sự khác nhau với một phép đo DOC. Trong trường hợp này: cf = CBODFNU cs = rocDOC – CBODFNU lựa chọn thứ hai làm việc rất thích hợp với hệ thống trong đó hai loại dễ thấy của CBOD được hiện diện. Ví dụ nước thải sông nhánh và cacbon bản địa từ chuỗi thức ăn dưới nước phải xem xét CBOD nhanh. Trái lại, nước thải công nghiệp như thực phầm và nhà máy giấy phát thải hoặc DOC từ lưu vực sông cần phải được xem xét lại trong các phần BOD chậm, trong trường hợp này sự thủy phân bao gồm cả nhanh và chậm được xét bằng không, chắc chắn hai dạng độc lập. Trong cả hai sự lựa chọn CBODFNU có thể mỗi phép đo được sử dụng trực tiếp theo thời gian hoặc tính toán bởi phép ngoại suy với công thức 7.5. Trong cả hai hoàn cảnh thời gian từ một vài tuần đến một tháng ( ví dụ từ 20 – 30 ngày CBOD) là một thời kỳ ổn định để oxy hóa nhanh chóng cacbon hữu cơ. Chúng tôi có cơ sở để tỷ số chai lọ chất thải chuyển hóa từ cacbon hữu cơ từ 0.05 đến 0.3/d. Trên hình 19 đề ra tỷ lệ phải oxy hóa nhanh chóng CBOD sử dụng từ 20 đến 30 ngày. Figure 19 Progression of CBOD test for various levels of the bottle decomposition rate. Thêm vào đó, chúng tôi tin tưởng rằng xem xét CBOD trong thời gian dài kiểm tả ở 300C đúng hơn là thường ở nhiệt độ 200C. Lựa chọn ở 200C bắt đầu từ nhiệt độ trung bình hằng ngày của thiết bị xử lý nước và nước thải trong nhiệt độ đới mùa hè là xấp xỉ 200C. Nếu phép đo CBOD có dụng ý được sử dụng để điều chỉnh để đánh giá thiết bị xử lý tạo ra các hướng tiêu chuẩn hóa kiểm tra trong một nhiệt độ đặc biệt. Và với mục đích như vậy, 200C là nhiệt độ thích hợp được chọn. Tuy nhiên, với mục đích là phép đo một CBOD cuối cùng, mọi quá trình nhanh chóng không làm hại đến tính đúng đắn của phép đo dường như rất có ích. Vi khuẩn hoại sinh sẽ phân hủy cacbon hữu cơ không sống trong nước thiên nhiên và nước cống phát triển nhất ở nhiệt độ từ 200C – 400C. Như vậy, nhiệt độ 300C là không đủ cao tập hợp vi khuẩn thay thế cho nhiệt độ của cơ thể không đúng kiểu của nước thiên nhiên và nước cống. Lợi ích của việc tốc độ oxy hóa cao kết quả phân tích ngắn hơn thời gian của phép đo CBOD. Q10 @ 2 là một giá trị xấp xỉ cho phân hủy vi khuẩn, BOD trong 20 ngày ở 300C tương đương với BOD trong 30 ngày ở 200C. Phản ứng cơ bản. Mối liên hệ toán học miêu tả các phản ứng cơ bản và sự tập trung của mô hình có thể thay đổi (bảng 5) có mặt trong đoạn tiếp theo. Bảo toàn vật chất Định nghĩa bởi, bảo toàn vật chất lệ thuộc vào phản ứng Ss = 0 [76]. sự quang hợp (a0) Hấp thụ ánh sáng làm tăng quá trình quang hợp. Chúng qua đường hô hấp, chết, seetling [77]. 5.5.2.1 sự quang hợp Thực vật quang hợp tính toán như sau: [78]. Trong đó mp là tỷ lệ quang hợp thực vật [/d] là một công thức của nhiệt độ, dinh dưỡng và ánh sáng. [79]. Trong đó kgp(T) là tốc độ quang hợp lớn nhất ở nhiệt độ T[/d], fNp nhân tố làm loãng dinh dưỡng ở thực vật [không thứ nguyên giữa 0 và 1], và fLp hệ số làm loãng ánh sang [không thứ nguyên giữa 0 và 1]. Giới hạn dinh dưỡng Công thức Michaelis-Menten được sử dụng để miêu tả giới hạn sự phát triển đối với nitơ hữu cơ, photpho, cacbon hữu cơ, giá trị nhỏ nhất dùng để tính toán nhân tố làm loãng dinh dưỡng. [80]. Trong đó ksNp hằng số bán bão hòa nitơ [mgN/L] ksPp là hằng số bán bão hòa photpho, [mgP/L], ksCp hằng số bán bão hòa cacbon hữu cơ, [mole/L], [H2CO3*] nồng độ carbon dioxide hòa tan [mole/L], [HCO3-] nồng độ bicarbonate [mole/L]. Giới hạn ánh sáng. Giả sử ánh sáng mỏng xuyên qua dòng nước chảy theo quy luật Beer-Lambert. [81]. Trong đó PAR(z) bức xạ ánh sáng có thể ở độ sâu z dưới bề mặt nước [ly/d] ly/d = langley per day. A langley is equal to a calorie per square centimeter. Note that a ly/d is related to the mE/m2/d by the following approximation: 1 mE/m2/s @ 0.45 Langley/day (LIC-OR, Lincoln, NE). , và ke là hệ số tiêu hủy ánh sang [m-1]. PAR trong nước là một phần cố định của bức xạ mặt trời (Szeicz 1984, Baker and Frouin 1987): PAR(0) = 0.47 I(0) Hệ số phân hủy liên qua đến biến số mô hình: [82]. Trong đó keb hệ số nền tính toán phân hủy trong nước và màu [/m], ai, ao, ap, and apn, là hệ số bất biết bởi tác động của chất rắn vô cơ lơ lửng, [L/mgD/m], tính chất của vật chất hữu cơ [L/mgD/m], và chất diệp lục tương ứng [L/mgA/m and (L/mgA)2/3/m]. Đề xuất giá trị cho hệ số xem trong bảng 6. Table 6 Suggested values for light extinction coefficients Symbol Value Reference ai 0.052 Di Toro (1978) ao 0.174 Di Toro (1978) ap 0.0088 Riley (1956) apn 0.054 Riley (1956) Mô hình sử dụng tính chất tác động của ánh sáng trên sự quang hợp. Figure 20 The three models used for phytoplankton and bottom algae photosynthetic light dependence. The plot shows growth attenuation versus PAR intensity [ly/d]. Bán bão hòa (Michaelis-Menten) mô hình ánh sáng (Baly 1935): [83]. Trong đó FLp sự quang hợp làm loãng ánh sáng và KLp thông số ánh sáng quang hợp trong trường hợp mô hình bán bão hòa, thông số ánh sáng là hệ số bán bão hòa [ly/d]. Công thức có thể kết hợp với quy luật Beer-Lambert và tích phân trên toàn bộ độ sâu nước H [m], hệ số làm loãng ánh sáng: [84]. Công thức smith’s (1936). [85]. Trong đó KLp thông số quang hợp quang hợp smith’s [ly/d]; PAR chiếm 70,7% giá trị lớn nhất. Công thức có thể kết hợp với quy luật Beer-Lambert và tích phân trên toàn bộ độ sâu của nước: [86]. Công thức Steele’s (1962). [87]. Trong đó KLp Sự phát triển của thực vật là tốt nhất [ly/d]. Công thức có thể với quy luật lambert – beer và tích phân trên toàn bộ chiều sâu của nước: [88]. Sự thiệt hại Sự hô hấp: sự hô hấp của thực vật tiêu biểu cho tốc độ phản ứng bậc 1 làm nồng độ Oxy giảm xuống thấp: [89]. Trong đó krp(T) là hệ số hô hấp của thực vật phụ thuộc vào nhiệt độ/tốc độ thải ra [/d] và Foxp hệ số làm loãng oxy[không thứ nguyên] hệ số này cho bởi công thức 119 đến 121 với nhu cầu ôxy được miêu tả bởi thông số Ksop. Sự chết: thực vật chất được miêu tả bởi phản ứng bậc 1: [90]. Trong đó kdp(T) tốc độ chết của thực vật phụ thuộc vào nhiệt độ [/d]. Sự lắng xuống: sự lắng xuống của thực vật miêu tả bởi công thức: [91]. Trong đó va là vận tốc lắng [m/d]. Tảo đáy (ab). Sự gia tăng của tảo. Chúng mất qua đường hô hấp và chết: [92]. 5.5.3.1 Thực vật. Hai đặc trưng có thể sử dụng cho mô hình tảo đáy. Đầu tiên cơ bản là nhiệt độ chính xác bằng không tốc độ làm loãng bởi giới hạn dinh dưỡng và ánh sáng. (McIntyre 1973, Rutherford et al. 1999), [93]. Trong đó Cgb(T) tốc độ lớn nhất phụ thuộc vào nhiệt độ [mgA/(m2 d)], fNb nhân tố dinh dưỡng của tảo [không thứ nguyên giữa 0 và 1] và fLb hệ số làm loãng ánh sáng của tảo [không thứ nguyên giữa 0 và 1]. Thứ hai là sử dụng mô hình bậc 1, [94]. Trong trường hợp này, Cgb(T) tốc độ phản ứng bậc 1 lớn nhất phụ thuộc vào nhiệt độ [1/d], và fSb nhân tố giới hạn làm loãng tảo. Ảnh hưởng của nhiệt độ. Tốc độ phản ứng bậc 1, một mô hình Arrhenius được dùng cho việc xác định số lượng ảnh hưởng của nhiệt độ đến thức vật, [95]. Giới hạn dinh dưỡng. Ảnh hưởng của giới hạn dinh dưỡng đến thực vật đáy là một mô hình trong một cách khác hơn là thực vật. Hơn nữa phụ thuộc vào nồng độ dinh dưỡng bên ngoài, tỷ lệ này phụ thuộc vào nguồn dinh dưỡng trong tế bào sử dụng một công thức cơ bản bởi Droop (1974), [96]. Trong đó qN và qp phần tế bào của nito, [mgN mgA-1] và [mgP mgA-1], tương ứng qON và qOP phần nhỏ nhất tế bào của nito, [mgN mgA-1], và photpho [mgP mgA-1], tương ứng , ksCb hằng số bán bão hòa của cacbon vô cơ đối với tảo đáy [mole/L]. Phần tế bào nhỏ nhất là mức dinh dưỡng nội bào khi sự phát triển bị ngừng lại. Phần nhỏ tế bào đặc trưng cho tỷ lệ dinh dưỡng nội bào tới sinh khối thực vật đáy. (97) (98) Trong đó INb là nồng độ nito trong tế bào [mgN/m2], và IPb là nồng độ photpho trong tế bào [mgP/m2]. Giới hạn ánh sáng. Trái ngược với phytoplankton, giới hạn ánh sáng trong một thời gian xác định bởi số lượng PAR ở dưới đáy của cột nước. Số lượng được tính toản bởi quy luật Beer-Lambert, đánh giá tại đáy của sông, [99]. Như đối với phytoplankton, ba mô hình (Eqs. 83, 85 and 87), được sử dụng để miêu tả đặc điểm tác động của tảo dưới đáy. Thay thế công thức 99 trong mô hình sản xuất theo công thức hệ số làm loãng ánh sáng của tảo dưới đáy. Mô hình ánh sáng bán bão hòa (baly 1935): [100]. Công thức smith’s (1936). [101]. Công thức steele’s (1962) [102]. Trong đó KLb hệ số ánh sáng tảo đáy cho mỗi mô hình ánh sáng. Giới hạn khoảng. Nếu một mô hình phát triển bậc 1 được sử dụng, giới hạn phải bao gồm một giới hạn khoảng đối với tảo đáy. Một mô hình hậu cần được sử dụng với mục đích như sau: Trong đó ab,max là dung tích mang [mgA/m2]. sự mất Sự hô hấp: sự hô hấp của tảo dưới đáy được miêu tả bởi tốc độ phản ứng bậc 1 làm nồng độ Oxy thấp. [103]. Trong đó krb(T) hằng số tốc độ hô hấp của tảo phụ thuộc vào nhiệt độ, [/d] và Foxb là hệ số làm loãng ôxy [không thứ nguyên] mô hình làm loãng bởi công thức 119 đến 121 với ôxy phụ thuộc vào thông số Ksob. Sự chết Tảo đáy bị chết miêu tả bởi tốc độ phản ứng bậc 1. [104]. Trong đó kdb(T) hệ số tốc độ chết của tảo phụ thuộc vào nhiệt độ. 5.5.4 Nitơ trong tảo (INb). Sự thay đổi nitơ trong tế bào tảo được tính toán từ [105]. Trong đó BotAlgUpN tốc độ bay hơi của nito bởi tảo đáy, (mgN/m2/d), BotAlgDeath lượng tảo đáy bị chết (mgA/m2/d), và BotAlgExN sự bài tiết nito của tảo, (mgN/m2/d), chúng được tính toán như sau: [106]. Trong đó keb(T) tốc độ bài tiết của tảo phụ thuộc vào nhiệt độ [/d]. Tốc độ bay hơi N phụ thuộc vào cả dinh dưỡng bên trong và bên ngoài như sau (Rhee 1973), [107]. Trong đó rmN tốc độ bay hơi lớn nhất của nito, [mgN/mgA/d], ksNb hằng số bán bão hòa đối với nito bên ngoài [mgN/L], và KqN hằng số bán bão hòa đối với ito bên trong [mgN mgA-1]. 5.5.5 Photpho trong tảo (IPb) Sự thay đổi P trong tế bào tảo được tính toán từ: [108]. Trong đó BotAlgUpP tốc độ bay hơi của P bởi tảo (mgP/m2/d), BotAlgDeath lượng tảo chết (mgA/m2/d), và BotAlgExP tốc độ bài tiết P trong tảo (mgP/m2/d), chúng được tính toán như sau:[109]. Trong đó keb(T) tốc độ bài tiết của tảo phụ thuộc vào nhiệt độ [/d]. Tốc độ bay hơi P phụ thuộc và cả dinh dưỡng bên trong và bên ngoài như (Rhee 1973), [110]. Trong đó rmP tốc độ bay hơi lớn nhất của P, [mgP/mgA/d], ksPb hằng số bán bão hòa đối với P bên ngoài, [mgP/L] và KqP hằng số bán bão hòa đối với P bên trong tế bào [mgP mgA-1].. 5.5.6 Vật vụn (m0). Vật vụn hoặc những vật chất hữu cơ (POM) tăng lên bởi thực vật chết nó qua đường hô hấp và phát tán. [111] Trong đó [112]. Trong đó kdt(T) tốc độ hòa tan vật vụn phụ thuộc vào nhiệt độ [/d] và [113]. Trong đó vdt vận tốc lắng của vật vụn [m/d]. 5.5.7 Phản ứng chậm CBOD (Cs). Phản ứng chậm CBOD tăng lên bởi vì sự hòa tan vật vụn. Nó theo đường thủy phân và oxy hóa. [114]. Trong đó Ff là phần nhỏ vụn vặt hòa tan đến phản ứng CBOD nhanh [ không thứ nguyên] và [115] Trong đó khc(T) tốc độ thủy phân CBOD chậm phụ thuộc vào nhiệt độ [/d] và [116]. Trong đó kdcs(T) tốc độ oxy hóa CBOD chậm [/d] và Foxc hệ số làm loãng bởi oxy thấp [không thứ nguyên]. 5.5.8 CBOD phản ứng nhanh. CBOD phản ứng nhanh thu được qua đường hòa tan của các vật vụn và sự thủy phân của CBOD phản ứng chậm. Nó mất qua đường ôxy hóa. [117]. Trong đó [118]. Trong đó kdc(T) tốc độ oxy hóa CBOD nhanh phụ thuộc vào nhiệt độ [/d] và Foxc hệ số làm loãng do oxy thấp [không thứ nguyện], thông số rondn tốc độ oxy tương đương để phản ứng nitrat hóa loại nito. Ba công thức được được đưa ra để miêu tả hệ số làm loãng oxy. Bán bão hòa [119]. Trong đó Ksocf hằng số bán bão hòa tác động cỏa ôxy làm CBOD oxy hóa nhanh [mgO2/L]. Số mũ [120]. Trong đó Ksocf hệ số mũ đối với tác động của oxy cho CBOD ôxy hóa nhanh [L/mgO2]. Bán bão hòa bậc 2 [121] Trong đó Ksocf hằng số bán bão hòa bậc hai của oxy để oxy hóa CBOD nhanh [mgO22/L2]. 5.5.9 Nito hữu cơ (n0). Nito hữu cơ tăng thêm do thực vật chết. Nó bị phân hủy qua đường thủy phân và lắng đọng. [122]. Tốc độ thủy phân nito hữu cơ được tính toán như sau. [123]. Trong đó khn(T) là hằng số tốc độ thủy phân nito hữu cơ phụ thuộc vào nhiệt độ [/d]. [124]. Trong đó von là vận tốc lắng nito hữu cơ [m/d]. 5.5.10 Amonia nitrogen (na). Ammonia nitrogen được tăng thêm do phản ứng thủy phân, sự hô hấp ở thực vật / sự bài tiết và bài tiết thực vật đáy. Nó phân hủy qua đường nitrat hóa và sự quang hợp thực vật. [125]. Tốc độ nitrat hóa Amonia được tính toán như sau: [126]. Trong đó kn(T) tốc độ nitrat hóa Amonia nitrogen phụ thuộc vào nhiệt độ [/d]. Foxna = hệ số làm loãng do nồng độ oxy thấp [không thứ nguyên]. Hệ số làm loãng oxy được tính toán từ công thức 119 đến 121 với nhu cầu oxy cho bởi hệ số Ksona. Hệ số Pap và Pab thích hợp với ammonia như nguồn nito đối với thực vật và tảo đáy, được miêu tả bởi. [127]. [128]. Trong đó khnxp hệ số ưu tiên cảu thực vật đối với amoni [mgN/m3] và khnxb hệ số ưu tiên của tảo đáy đối với ammonium [mgN/m3]. 5.5.11 Unionized Amonia Mô hình mô phỏng tổng ammonia. Trong nước, tổng ammonia bao gồm hai dạng: Ammonium ion, NH4+ và ammoniac NH3. Thường pH (6 đến 8) , nhiều tổng nito tồn tại ở dạng ion. Tuy nhiên ở pH cao dạng ammoniac chiếm ưu thế. Số lượng ammoniac được tính toán như sau: [129]. Trong đó nau nồng độ NH3 [mgN/L], và Fu phân số tổng ammoniac phân tử được biểu diễn như sau: [130]. Trong đó Ka = hệ số cân bằng đối với phản ứng phân ly ammonia, chúng liên quan đến nhiệt độ bởi: [131]. Trong đó Ta nhiệt độ tuyệt đối [K], và pKa = -log10(Ka). Chú ý phân số tổng ammonia với dạng ion Fi = 1 – Fu. [132]. 5.5.12 Nitrate Nitrogen (nn). Nitrate Nitrogen được tăng thêm do sự nitrat hóa của ammonia. Nó bị mất qua đường phân hủy và quang hợp của thực vật. [133]. Tốc độ phân hủy tính toán như sau: [134]. kdn(T) tốc độ phân hủy phụ thuộc nhiệt độ của Nitrat Nitrgen [/d], Foxdn = hệ số ảnh hưởng của oxy ở nồng độ thấp [không thứ nguyên], như mô hình 119 đến 121 với phụ thuộc vào thông số Ksodn. 5.5.13 Photpho hữu cơ (p0). Photpho hữu cơ tăng thêm do thực vật chết. Nó bị mất qua đường thủy phân và phân hủy. [135]. Trong đó tỷ lệ thủy phân photpho hữu cơ được tính toán như sau: [136]. Trong đó khp(T) hằng