水瓶座水文学&环境分析案例研究

南达科他州DENR使用AQUARIUS开发可合法辩护的水位模型

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南达科他州背景标志,白色。

解决方案要点

可重现,可辩证的经验模型

易于使用加速了模型开发

TDML强大的水数据外推

USGS标准等级曲线

“根据经验模型,我们能够根据拟议的管理计划,计算出过去30年中湖泊水位实际上升的频率。这确实有助于董事会决定最好不要让他们进水。这是我第一次尝试使用Empirical Modeler,而且事实上我可以在两天内提出一个可以重现30年历史的工作模型。数据–很好地说明了该软件的易用性。” –南达科他州DENR的肖恩·克鲁格(Sean Kruger)

背景

“我是AQUARIUS的新手,”南达科他州环境与自然资源部环境计划科学家Sean Kruger说。 “要说我每周有时间看一下这本书,真是一口气。这是我第一次尝试使用Empirical Modeler,而且事实是我可以在两天内提出一个可以重新创建30年数据的工作模型,这很好地说明了该软件的易用性。”

在同事的帮助下,他开发的模型在最近的州议会关于湖泊用水的决定中至关重要。克鲁格及其部门为该州的用水户提供技术援助,主要是在水质领域,包括非点源污染和开发TMDL(每日最大总负荷)报告。在最近的案例中,南达科他州DENR面临着一群试图提高湖泊水位的湖泊使用者。

使水数据可理解且可行

克鲁格(Kruger)解释说:“湖泊只有一条进出口通道,将其与河流相连。过去,它可能是河流的涌流池。”十多年来,闸门控制着河流和湖泊之间的水流。在安装大门之前,河水泛滥有时会严重破坏湖泊和周围的财产。

“湖泊的主要分水岭是一连串较小的湖泊,可以提供更清洁的水。最初的管理计划旨在减少洪灾损失,并保护湖泊的水质并减少海岸线侵蚀。”但是,近年来的干旱导致水位下降,一些湖泊使用者提出了修订后的管理计划,该计划将允许河流洪水将湖泊的水位提高到更适合休闲的水平。 DENR不同意。 “部门认为河水将过多的养分带到湖泊中,这将产生负面影响,水位的改善将是暂时的或不完全的。”

为了开发湖泊水位模型,克鲁格使用了来自两个水位传感器的数据。一个是位于上游数英里的USGS传感器,已经收集了30多年的数据。第二个是位于湖泊进出口通道的DENR舞台记录器。它已经收集了两年的数据。 “借助AQUARIUS,我们能够将这两个方面结合在一起,即短期的两年数据集和长期的30年数据集。

他们对数据进行推断以创建一个模型,以证明拟议的管理计划对湖泊水位的负面影响最小。 “根据经验模型,我们能够根据拟议的管理计划,计算出过去30年中湖泊水位实际上升的频率。这确实有助于董事会决定最好不要让他们进水。”

由于AQUARIUS能够提供清晰清晰的复杂数据集可视化效果,因此委员会可以了解湖泊用户的要求可能带来的后果。该请求被拒绝,该湖的长期健康得到保护。

“使用AQUARIUS比Microsoft Excel电子表格软件更快,更轻松,更高效。在Excel中,您必须编写自己的公式并逐步破解,但是Excel不能完成AQUARIUS的大部分工作。在AQUARIUS之前,我们实际上还没有办法完成大部分工作。例如,经验建模非常困难。使用AQUARIUS,这是一个可重复且可辩护的简单流程。”

经验建模与评级曲线同样重要

在AQUARIUS软件中,DENR最初寻求开发阶段排放关系或额定曲线的解决方案。克鲁格说。 “ USGS喜欢AQUARIUS,所以这就是我们最初参与其中的方式。我们从试用版开始,仅用于评级曲线工具包。我们喜欢我们所看到的,并扩展到完整的水文工作站。”

经验建模工具被证明对帮助他们开发TDML至关重要。 “对于我们的计划而言,它与舞台放电关系同等重要。在开发TDML时,我们不一定在站点上拥有长期数据,因此我们需要能够推断出数据。 水瓶座 软件对此非常有效。”

与Microsoft Excel电子表格软件相比,使用AQUARIUS更快,更轻松,更高效。他说:“在Excel中,您必须编写自己的公式并逐步破解,”他指出,他们仍然使用Excel来完成某些任务。 “但是Excel不能完成AQUARIUS的大部分工作。在AQUARIUS之前,我们实际上还没有办法完成大部分工作。例如,经验建模非常困难。使用AQUARIUS,这是一个可重复且可辩护的简单流程。”

随着该州增加水位和水质传感器的部署,其对AQUARIUS的依赖可能会增加。 “我们将AQUARIUS用于大约十二个站点,希望到明年夏天将达到30或40个。最终,我们希望将其用于不受USGS监控的所有WQM站点。”对于评级曲线的开发,他说:“我们计划使用Aquarius来模拟100多个站点上的舞台排放关系。我们有很多基础可以解决。”

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