Calibration of water‐quality model “Woda” – case study of the Warta River

Abstract

The main feature of the proposed model implemented by a computer package WODA, that distinguishes it from other commonly used models like QUALE 2E or WASP5, is a possibility of its automatic calibration i e parameter estimation taking into account simultaneously several sets of measured concentration data. Model WODA, developed by A. Kraszewski and R. Soncini‐Sessa, enables fitting simulated values to measured concentrations of BOD and DO based on the least‐square criterion. This model was applied for parameter estimation of the Warta River in Poland. Measured concentration data used for parameter estimation were obtained from monthly monitoring. The results are presented in the form of BOD and DO lines against measured concentrations along the analysed stretch of the Warta River. Adaptation of the model simulation results to measured data is described by quantifying characteristics. They indicate relatively good adjustment. The reasons of some differences are discussed and explained.

Vandens kokybės programos modelio woda tikrinimas pagal Warta upės pavyzdį

Santrauka. Svarbiausia kompiuterio programos WODA modelio savybė, išskirianti jį iš kitų dažnai taikomų modelių, pavyzdžiui, QUALE 2E arba WASP5, – tai galimybė jį patikrinti automatiniu būdu, t. y. parametrų nustatymas, atsižvelgiant į tuo pačiu metu gautus rezultatų rinkinius. Modelis WODA, kurį sukūrė A. Kraszewski ir R. Soncini-Sessa, leidžia priderinti modeliuotas vertes prie BDS ir ištirpusio deguonies kiekio pagal mažiausiųjų kvadratų metodą. Šis modelis buvo pritaikytas Lenkijos Warta upės parametrams įvertinti. Išmatuotos koncentracijos, naudotos parametrams įvertinti, buvo gautos po mėnesio stebėjimų. BDS ir ištirpusio deguonies kiekio vertės pateikiamos kartu su išmatuotomis koncentracijomis pagal upės ilgį. Modeliavimo rezultatų ir išmatuotų verčių skirtumas įvertintas statistiniais metodais. Tai parodė atitiktį tarp modeliuotų ir matuotų verčių. Aptartos priežastys, galėjusios turėti įtakos kai kuriems skirtumams.

Reikšminiai žodžiai: BDS, ištirpusio deguonies kiekis, mažiausiųjų kvadratų metodas, modelio pritaikymas.

Проверка модели „Woda“ компьютерной программы по качеству воды на примере реки Варта

Резюме. Важным свойством компьютерной программы „WODA“ по сравнению с другими часто применяемыми программами, например, QUALE 2E или WASP5, является возможность проверить ее автоматическим способом, т. е. установить параметры с учетом полученных в то же время результатов. Модель „WODA“, созданная А. Крашевским и Р. Сонцини-Сесса, позволяет соотнести смоделированные значения с BDS и количеством растворенного кислорода по методу наименьших квадратов. Этот метод был применен для оценки параметров польской реки Варта. Концентрации, примененные для оценки параметров, были определены после месяца наблюдений. Значения BDS и количества растворенного кислорода были представлены вместе с измеренными концентрациями по длине реки. Разница между результатами моделирования и измеренными данными оценивалась статистическими методами. Это подтвердило соответствие смоделированных и измеренных значений. Выявлены причины, которые могли оказать влияние на некоторые различия.

Ключевые слова: BDS, количество растворенного кислорода, метод наименьших квадратов, применение модели.

First Published Online: 14 Oct 2010

Keyword : BOD, DO, least-square criterion, model calibration, nonpoint pollution