Прогнозирование качества воды

Прогнозирование качества воды – научная деятельность, направленная на определение возможных альтернатив будущего развития общего состояния воды, а также ее количественных и качественных изменений.

Прогнозирование является завершающим этапом мониторинга. Заключается оно в выявлении вероятных процессов и явлений в будущем на основе динамики показателей. На основе исходных данных можно точно спрогнозировать динамику концентрации конкретного вещества в конкретном месте, а также определить длину загрязненного участка реки и время прихода водных масс в определенное место.

Прогнозы делятся на:

o оперативные (до 3-х месяцев);

o краткосрочные (до 1 года),

o среднесрочные (от 1 до 5 лет);

o долгосрочные (от 5 до 20 лет);

o сверхдолгосрочные (больше 20 лет).

Всего существует около 270 видов прогнозов, но в их основе лежат всего 3 метода: метод экспертной оценки, метод экстраполяции и метод математического моделирования.

Метод экспертной оценки дает эксперт на основе своих умозрительных заключений, опыта и интуиции.

Метод экстраполяции основан на допущении о сохранении во времени тенденции развития процессов, которые происходят в водных объектах в период их изучения. При этом период наблюдения должен быть в 3 раза больше, чем период прогнозирования, а изменения показателей должны быть однонаправленными. При значительных (скачкообразных) изменениях этом метод малоэффективен.

Метод моделирования основывается на математическом описании и физико-химическом исследовании процессов в водоеме, учитывая закономерности его изменения при изменении влияющих на него факторов.

С помощью дифференциальных уравнений можно моделировать условия формирования качества и количества воды – имитационные модели. Моделирование оптимальных условий состояния водного объекта с учетом нагрузки сточными водами проводится с помощью оптимизационных моделей. Модели строятся для коротко- и долгосрочных прогнозов.

Для построения точной модели необходимы: достоверные исходные данные о количественных и качественных показателях, знания о законах рассеивания загрязняющих веществ в воде и адекватный математический аппарат. Построенная модель должна быть универсальной и простой в использовании.

На основе полученной информации разрабатываются управленческие решения для регулирования качества водных ресурсов, их охраны и рационального использования.

ЛЕКЦИЯ № 4