QUAL2Kwmanual de usuario

(versin 5.1)

Un marco de modelado para la simulacin del ro y la calidad del agua corrienteJulio 2008Publication No. 08-03-xxximpreso en papel reciclado

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QUAL2Kw manual de usuario (versin 5.1)

Un marco de modelado para la simulacin de del ro y la calidad del agua corrientepor

Greg Pelletier y Steve Chapra

Programa de Evaluacin Ambiental Olympia, Washington 98504-7710

Julio 2008

Publication No. 08-03-xxx impreso en papel reciclado 1 MANUAL DE USUARIO

1.1 GENERAL

El cdigo de computadora que sirve para aplicar los clculos de QUAL2K est escrito en Visual Basic para Aplicaciones (VBA). Un Fortran ejecutable tambin est disponible como una opcin. Excel sirve como interfaz de usuario.

El color se usa para indicar si la informacin se va a introducir por el usuario o la salida por el programa:

Pale Blue designa variables y valores de los parmetros que deben ser introducidos por el usuario. Amarillo plido designa a los datos que el usuario introduce. Estos datos se muestran en los grficos generados por Q2K. Palidez Verde designa los valores de salida generados por Q2K. Los colores oscuros slidos son utilizados para las etiquetas y no debe ser cambiado.

Todas las hojas de trabajo incluyen tres botones (Figura 1):

Abrir archivos antiguos. Cuando se hace clic en este botn, el navegador de archivos se abrir automticamente para permitirle acceder a un archivo de datos. Todos los archivos de datos QUAL2K tienen la extensin *. Q2K. Ejecutar VBA. Este botn hace que Q2K para ejecutar la versin de VBA de la modelo y crear un archivo de datos que contiene los valores de entrada. El archivo de datos se puede acceder ms tarde usando el botn Abrir archivo antiguo. Ejecutar Fortran. Este botn hace que Q2K para ejecutar la versin de Fortran del modelo y crear un archivo de datos que contiene los valores de entrada. El archivo de datos se puede acceder ms tarde usando el botn Abrir archivo antiguo. El Fortran y versiones de VBA dar resultados idnticos, salvo la versin en Fortran corre mucho ms rpido porque es un programa ejecutable compilado.

Figura 1. Los botones utilizados en Q2K.

1.2 Modelo de parmetros HOJASUna serie de hojas de clculo se utilizan para introducir los parmetros que se requieren para generar una carrera de modelo. Estos son identificados por pestaas de color turquesa.

1.2.1 QUAL2K hoja de clculo

La hoja de trabajo QUAL2K (Figura 2) se utiliza para introducir informacin general sobre una solicitud de modelo en particular.

Figura 2. La hoja de trabajo QUAL2K.Nombre del ro. Nombre del ro o arroyo que se est modelando. Despus de que el programa se ejecuta, este nombre junto con la fecha, se muestra en todas las hojas de clculo y grficos. Nombre del archivo guardado. Este es el nombre del archivo de datos se genera cuando se ejecuta Q2K. Directorio en el archivo guardado. Esto especifica la ruta completa al directorio donde est guardado el archivo. Mes. El mes de simulacin. Esta se introduce en formato numrico (por ejemplo, enero = 1, febrero = 2, etc.) Da. El da de simulacin. Ao. El ao de simulacin (por ejemplo, 1993) Huso horario. Un men desplegable (Figura 3) le permite seleccionar la zona de EE.UU. adecuado del tiempo. Por ejemplo, las aplicaciones en el estado de Washington, por lo general utilizan la zona horaria del Pacfico. El usuario tambin puede utilizar la celda B14 a entrar en cualquier valor de hora entero para la zona de hora GMT / UTC (por ejemplo, la zona horaria del Pacfico es -8 horas, GMT / UTC es 0 horas, etc.) Dejando en blanco la celda B14 se pondr por defecto GMT / UTC en la zona horaria.

Figura 3. El men desplegable para establecer la zona horaria.La hora de verano. Un men desplegable le permite especificar si el horario de verano est en vigor (S o No). Paso de clculo. Este es el paso de tiempo utilizado para el clculo. Se debe seleccionar de la lista desplegable. Nmero de das. Esto define la duracin de la operacin. Debe ser un entero mayor que o igual a 2 das. Esta restriccin se impone porque el modelo se ejecuta en un modo de tiempo variable hasta alcanzar un estado estable. Por lo tanto, el primer da de la simulacin es, por definicin, dominado abrumadoramente por sus condiciones iniciales. Si el usuario introduce un valor inferior a 2 das, el programa establece automticamente la ltima vez a 2 das. El tiempo final debe ser de al menos dos veces el ro, el tiempo de viaje. Para los arroyos con los tiempos de viaje cortos en los que se simulan algas del fondo, debe ser por lo general ms largo. Mtodo de solucin (la integracin). Un men desplegable le permite elegir entre tres mtodos numricos para la solucin de las ecuaciones diferenciales para las variables de estado. Estos son (1) el mtodo de Euler, (2) el cuarto orden de Runge-Kutta (RK4) el mtodo, y (3) un mtodo de adaptacin paso del tiempo. El paso de adaptacin mtodo slo est disponible si se utiliza el Fortran ejecutable. Las descripciones detalladas de estos mtodos se pueden encontrar en Chapra y Canale (2002). El mtodo de Euler, se sugiere por defecto, ya que por lo general obtiene resultados suficientemente precisos, a un precio de clculo moderado. Para los casos en que las Naciones Unidas resultados estables se producen con el mtodo de Euler o ms precisin es necesario, el mtodo de cmputo ms gravoso RK4 pueden ser empleadas. Mtodo de solucin (pH). Un men desplegable le permite elegir entre dos mtodos numricos para la solucin de pH ubicacin raz de usar. Estos son (1) de Newton-Raphson (por defecto) y (2) biseccin. Las descripciones detalladas de estos mtodos se pueden encontrar en Chapra y Canale (2002). Newton-Raphson se sugiere que el defecto porque es ms rpido. Sin embargo, hay algunos casos en los que puede ir inestable. Si esto ocurre, la biseccin, aunque ms lento, puede ser preferible. Simular el intercambio hyporheic y la calidad del agua de los poros. Hay tres opciones disponibles para la simulacin de cambio hyporheic y la calidad del agua: Seleccione 'No' para evitar el clculo de la transferencia de masa entre la columna de agua y el agua de los poros hyporheic, y la cintica de la calidad del agua en la zona de hyporheic. Seleccione "nivel 1" para simular la transferencia de masa entre la columna de agua y el agua de los poros hyporheic, con cintica de la calidad del agua en la zona hyporheic como un cero o mayor orden de la primera velocidad de oxidacin orden de reaccin rpida DOC con limitacin de velocidad - reaccionar DOC y oxgeno disuelto. Seleccione "nivel 2" para simular la transferencia de masa entre la columna de agua y el agua de los poros hyporheic, con cintica de la calidad del agua con bacterias hetertrofas que se adjunta como una variable de estado en la zona de sedimentos hyporheic con la limitacin del crecimiento de reaccin rpida DOC, nitratos, amonaco, P reactivo soluble, y oxgeno disuelto. La transferencia de masa entre la columna de agua y agua de poro hyporheic slo se produce si hay valores positivos entr en AL la columna de la hoja de alcance para el flujo de intercambio hyporheic. Opciones de modelo cintico y los parmetros se especifican en la hoja de 'Precios'. Visualizar la salida Diel dinmico. Hay dos opciones disponibles para mostrar los resultados de salida dinmica: Seleccione 'S' para mostrar los resultados dinmicos Diel en las hojas de salida y grficos. Seleccione 'No' para evitar la escritura de los resultados dinmicos Diel. Esta opcin ser ms lento por escrito de los archivos de salida y tablas y ahorrar tiempo a los usuarios si lo estn haciendo muchas carreras y no necesita mirar la salida dinmica. Los resultados longitudinales y grficos no se ven afectados por esta eleccin. Las variables de estado para la simulacin. Seleccione la temperatura si todas las variables de estado se simular o nico. Simular diagnesis de sedimentos. Seleccione 'Yes' para simular la diagnesis de sedimentos. SOD prescritas y los flujos de nutrientes en la hoja de alcance se aaden a los flujos calculados cuando diagnesis de sedimentos es simulado. Seleccione 'No' para evitar la subrutina diagnesis de sedimentos. Esta opcin se utiliza slo la SOD prescrito y los flujos de nutrientes en la hoja de alcance para determinar los flujos de sedimentos. Programa determinado paso Calc (salida). El programa toma el paso de clculo introducido por el usuario y luego redondea hacia abajo a la base de la siguiente ms baja de todo el nmero 2. Con el fin de utilizar un paso inferior de tiempo, debe reducir el paso de clculo por debajo de este valor. Momento del clculo anterior. El ordenador muestra automticamente el tiempo de ordenador necesarios para la simulacin. Momento de la salida del sol. Este es el momento de la salida del sol para el alcance ms lejano abajo. Tiempo de medioda solar. Este es el momento del medioda solar para el alcance ms lejos aguas abajo. Momento de la puesta del sol. Este es el momento de la puesta de sol ms lejos del alcance intermedio. Fotoperodo. Esta es la fraccin del da en que el sol est ms lejos del alcance de abajo. Es igual a la hora en horas entre el amanecer y el atardecer dividido por 24.

1.2.2 Hoja de cabecerasEsta hoja de clculo (Figura 4) se utiliza para entrar en el flujo y la concentracin de los lmites del sistema.

Figura 4. La hoja de trabajo cabeceras utiliza para entrar en la cabecera y aguas abajo (opcional) condiciones de contornoFlujo. El flujo de la cabeza de agua en m3 / s. Prescritos intermedios de Fronteras? Si el lmite intermedio tiene un efecto en la simulacin, esta opcin se establece en s. Si se hace esto, las concentraciones lmite de ro abajo se introducen en las celdas D27: Z42. Cabeceras de la Calidad del Agua. Este bloque de celdas se utiliza para introducir la temperatura y las condiciones de calidad de aguas transfronterizas en las cabeceras del ro. Para los casos en que los datos varan de manera Diel, Q2K le permite introducir los valores en una base cada hora. Si los valores son constantes a lo largo del ciclo diario, introduzca el valor medio en la columna D (es decir, de 12:00 AM) y dejar las otras celdas (columnas E a la Z) en blanco. Q2K aplicar automticamente el valor de 12:00 AM a las otras horas del da. Aguas abajo de Lmites de Calidad del Agua. Si el lmite aguas abajo tiene un efecto en la simulacin, este bloque de celdas se utiliza para entrar en la temperatura y las condiciones de calidad del agua en la frontera aguas abajo del ro. cabecera. Como en el caso de la cabecera, si los valores son constantes en el ciclo diario, introduzca el valor medio en la columna D (es decir, de 12:00 AM) y dejar las otras celdas a la derecha en blanco E (columnas A a la Z ). Q2K aplicar automticamente el valor de 12:00 AM a las otras horas del da.

1.2.3 Alcance hoja de clculoEsta hoja de clculo se utiliza para introducir informacin relativa a las cabeceras del ro (llegar al nmero 0) y su alcance (Figura 5 a travs de la figura 9).

Figura 5. La primera parte de la Hoja de Reach se utiliza para especificar las etiquetas de llegar, distancias y alturas.

Reach for parcela Diel. B6 de la clula se utiliza para introducir el nmero del alcance de las parcelas para las que se generar Diel. Si un negativo, cero o un valor mayor que el nmero de partes que se consignan, el programa establece automticamente el valor al alcance intermedio pasado. Tenga en cuenta que tambin hay un botn a la derecha de la celda B6, que permite al usuario visualizar un alcance diferente en las parcelas Diel si el modelo se ha ejecutado con la opcin de mostrar resultados dinmico Diel. Reach Label (opcional). Q2K le permite introducir las etiquetas de identificacin para cada alcance. La Figura 6 muestra un ejemplo para ilustrar el esquema de nombres. Los dos primeros llega de un ro se muestran. Debido a que incluye la aprobacin de la gestin de la ciudad de Jefferson PTAR, se podra optar por entrar en la etiqueta de llegar a "Jefferson City PTAR" para llegar a la primera. Del mismo modo que podramos llegar a la etiqueta del segundo como "estacin de muestreo 27."

Figura 6. Los dos primeros llega de un sistema fluvial.Ro abajo acaban de llegar a la etiqueta (opcional). Q2K le permite introducir las etiquetas de identificacin de los lmites entre alcanza. Estas etiquetas se muestran en otras hojas de clculo para determinar los alcances. Como se muestra en la Figura 7, el extremo final de la primera en llegar a la figura 6 podra ser etiquetado como "Jefferson Dam". Del mismo modo, el extremo final de la segunda puede llegar a ser etiquetados como "Puente de la Ruta 11".

Figura 7. Un ejemplo de las etiquetas que podran incluirse en los alcances de la figura 6Nmero de Reach (de salida). El modelo automticamente nmeros de los alcances en orden ascendente. Alcance de longitud (salida). El modelo calcula automticamente y muestra la duracin de cada acceso. Aguas abajo de latitud y longitud (salida). El modelo calcula automticamente y muestra la latitud y longitud de los extremos aguas abajo de cada uno de alcanzar en grados decimales. Lugar intermedio. El usuario debe ingresar el kilmetro ro abajo para el final de cada uno de alcance. Tenga en cuenta que las distancias que pueden llegar a estar en orden descendente o ascendente. Elevacin de aguas arriba y aguas abajo. El usuario debe ingresar la elevacin en metros sobre el nivel del mar, tanto para los extremos aguas arriba y aguas abajo del alcance. Tenga en cuenta que esta informacin se utiliza para dos propsitos principales. En primer lugar, se utiliza para detectar una cada de altura debido a una cada de agua al final de un alcance. En segundo lugar, se utiliza para corregir la saturacin de oxgeno de los efectos de elevacin. Tenga en cuenta que no se utiliza para determinar la pendiente del canal. La pendiente del canal se introduce de forma independiente en la columna W. Aguas abajo de latitud y longitud. El usuario debe introducir la latitud y la longitud de ro abajo acaban de llegar a cada uno en grados, minutos y segundos. Alternativamente, se puede introducir en grados decimales, en cuyo caso, los minutos y segundos las entradas se debe dejar en blanco o nulo.

Figura 8. La parte de la Hoja de Reach se utiliza para especificar la hidrulica del sistema. Modelo hidrulico. Q2K permite dos opciones para el clculo de la velocidad y la profundidad sobre la base de flujo: (1) curvas de calificacin o (2) la frmula de Manning. Es importante elegir una de las opciones y deje en blanco el otro o cero. Si el modelo detecta un blanco o nulo valor para el n de Manning, que se aplicarn las curvas de valoracin. De lo contrario, la frmula de Manning ser resuelto. Rating Curvas: Coeficiente de velocidad. A para la velocidad (m / s) = AQB para Q en m3 / s Exponente de la velocidad. b Profundidad o anchura de coeficiente. ( de profundidad (m) Anchura (m) = ( Q. No es que el desplegable de seleccin de clulas T8 se utiliza para seleccionar si la profundidad o la anchura ser descrito por los coeficientes y los exponentes en las columnas T y U. Exponente de la profundidad o la anchura. ( Frmula de Manning: Ancho de fondo. La anchura del fondo de REACH, B0 (m). Talud. Nmero debe ser mayor que cero. Por ejemplo, un canal rectangular tendra ambos lados laderas igual a cero. Pendiente del canal. La pendiente del canal en metros de cada por metro de distancia. Manning n. Nmero adimensional que parametriza la rugosidad del canal. Los valores para el hombre weedless hechos a los canales de gama 0,012 a 0,03 y para los canales naturales 0,025 a 0,2. Un valor de 0,04 es un valor de partida para muchos canales naturales.

Figura 9. La ltima parte de la Hoja de REACH.Dispersin prescrita. Si se sabe que la dispersin en el extremo posterior de un alcance, que puede ser introducido en Y la columna de la Hoja de REACH. Si esta clula se deja en blanco, la dispersin se calculan automticamente por el programa. Weir altura. Si una presa se encuentra en el extremo posterior del alcance, esto es donde se introduce la altura de la presa. Si el lmite es de flujo libre, un cero o en blanco tiene que ser escrito. Reaereacin prescrita. Si se conoce la aireacin para el alcance, se puede entrar en AA columna de la hoja de REACH. Si se deja en blanco, el programa de internos se calcular sobre la base de las anotaciones en la Hoja de Precios. Fondo de cobertura de algas. En un ro, todo el fondo de un alcance no podra ser adecuado para el crecimiento de algas del fondo. Por lo tanto, Q2K permite al usuario especificar el porcentaje de la parte inferior donde las plantas pueden crecer. Por ejemplo, si slo una quinta parte de la parte inferior tiene un alcance de sustrato adecuado para el crecimiento de la planta, la cobertura de algas del fondo se establece en 20%. SOD fondo de cobertura. En un ro, todo el fondo de un alcance no podra ser adecuado para la generacin de la demanda de oxgeno de sedimentos. Por lo tanto, Q2K permite al usuario especificar el porcentaje de la parte inferior, donde los sedimentos se acumulan y SOD (junto con los flujos de nutrientes del sedimento) puede ocurrir. Por ejemplo, si slo tres cuartas partes de la parte inferior un alcance ha acumulado sedimentos de lodo, la cobertura de SOD de fondo para que lleguen se establecera en 75%. SOD prescrita. Q2K simula la demanda de oxgeno de sedimentos para un alcance en funcin de la cantidad de detritus y la biomasa de fitoplancton que se instala desde el agua a los sedimentos en estado estacionario. Debido a que los sedimentos pueden contener materia orgnica adicional debido a la escorrenta durante las anteriores perodos de escorrenta constante estado, Q2K permite SOD adicional que se determinar, para cada alcance en la columna de la hoja de trabajo AD REACH. CH4 prescrita (metano) Flux. De manera similar a la SOD, Q2K permite un flujo adicional de metano (carbono reducido), que se prescribe como un insumo para alcanzar en cada columna de AE de la Hoja de Reach NH4 prescrita (amonio) Flux. En una forma similar a la SOD, Q2K permite un flujo adicional de nitrgeno amoniacal que se determinar, como un aporte a cada uno de alcanzar en AF columna de la hoja de clculo Reach Prescrita inorgnicos de fsforo Flux. En una forma similar a la SOD, Q2K permite un flujo adicional de fsforo inorgnico que se determinar, como un aporte a cada uno de alcanzar en la columna de la hoja de clculo AG Reach Conductitivity sedimentos trmica. La Tabla 4 de la documentacin de la teora de modelos proporciona algunos valores tpicos. Un valor por defecto de 1,6 W / (m C) se sugiere. Difusividad trmica de sedimentos. La Tabla 4 de la documentacin de la teora de modelos proporciona algunos valores tpicos. Un valor por defecto de 0,0064 cm2/seg se sugiere. Espesor del sedimento. Por lo general unos 10 cm, si hay intercambio hyporheic insignificante y aproximadamente 20-100cm si hay intercambio hyporheic sustancial. Bencala y Walters (1983) define como el rea transversal de la zona de almacenamiento temporal. Si la zona de almacenamiento transitorio se considera equivalente a la de agua de poro en la zona hyporheic y como se sabe por estudios de seguimiento (por ejemplo, utilizando el mtodo de Hart, 1995), el espesor de los sedimentos hyporheic zona puede estimarse como As / (ancho * porosidad). El flujo de intercambio Hyporheic. Estos valores slo se utilizan cuando se simula el intercambio hyporheic (en caso de "nivel 1" o "nivel 2" est seleccionado en la celda B21 en la hoja de la "QUAL2K '). La mayor parte del flujo de intercambio hyporheic se introduce como una fraccin del flujo de la superficie total para el alcance. Por ejemplo, si el 10 por ciento de la superficie del flujo de intercambios con la zona de hyporheic dentro de un alcance, a continuacin, un valor de 0,1 (10%) son incluidas en el alcance. Un mtodo eficiente para estimar los parmetros del flujo de intercambio hyporheic y el espesor de la zona hyporheic es proporcionado por Hart (1995). Una alternativa a la estimacin directa de estos parmetros es utilizar el residuo del presupuesto de calor durante la calibracin del modelo de temperatura para seleccionar los valores apropiados si todas las entradas de intercambio de calor con precisin. Porosidad de los sedimentos Hyporheic. Estos valores slo se utilizan cuando se simula el intercambio hyporheic (si "S" est seleccionado en la celda B21 en la hoja de la "QUAL2K '). La porosidad de la arena tpica de cantos rodados, grava, limo sedimentos oscila entre el 35% a 50%. Un valor predeterminado del 40% sugerido. Apertura Sky por onda larga. La fraccin de la apertura del cielo se utiliza como un multiplicador para ajustar el flujo descendente (de la atmsfera) y los afloramientos (de agua) los trminos de radiacin de onda larga en el presupuesto de calor. Un valor predeterminado de 100% se recomienda ningn ajuste de los trminos de radiacin de onda larga

1.2.4 Alcanzar tasas de hoja de clculoEsta planilla tiene carcter optativo para introducir la informacin relacionada con llegar a las constantes de velocidad especfica y los parmetros (Figura 9.5). Los parmetros de tipo en esta hoja son opcionales. Si no se especifica que, durante su viaje de los parmetros de la tasa global que se especifican en la hoja de 'Precios' (ver abajo). Parmetros de la tasa que dependen de la temperatura de entrada de 20 C en la hoja de 'lograr unas tasas y se ajustan para in-situ de la temperatura por QUAL2Kw. Si llegar a las tasas especficas no se especifican, a continuacin, los parmetros de la tasa global en la hoja de 'valores' se aplicar. El usuario debe salir de las celdas en blanco en la hoja de 'lograr unas tasas para utilizar los valores globales de la hoja de tarifas''' en lugar de especificar los valores especficos de alcance.

Figura 9.5. La primera parte de la Hoja de Precios ReachEl alcance de los siguientes parmetros de tipo especfico, pueden incluirse en la hoja de 'lograr unas tasas de':

Las tasas de aireacin inorgnicos velocidad de sedimentacin de slidos en suspensin Lento CBOD tasas La hidrlisis o oxidacin o Rpida velocidad de oxidacin CBOD N orgnico tasas La hidrlisis o Velocidad de sedimentacin o La tasa de nitrificacin de amonio Las tasas de nitratos desnitrificacin o de sedimentos o coeficiente de transferencia Las tasas de P orgnico La hidrlisis o Velocidad de sedimentacin o P inorgnico velocidad de sedimentacin Las tasas de fitoplancton tasa mxima de crecimiento o la respiracin o o Muerte N medio de la saturacin medio o P-saturacin Oh luz constante factor de amonaco o de preferencia Velocidad de sedimentacin o Las tasas de la planta inferior o la biomasa inicial o la tasa de crecimiento mxima de de primer orden-o la capacidad de carga la respiracin o o la excrecin la muerte o N o medio externo de la saturacin de P o medio externo de saturacin constante de la luz o preferencia de amonaco o de cuotas de subsistencia o para el N de cuotas de subsistencia o para P o la velocidad de absorcin mxima de N o la velocidad de absorcin mxima de P Interior o media N-ratio de saturacin de medio interno o P-ratio de saturacin de absorcin de N o de columna de agua la absorcin de P o de columna de agua Las tasas de Detritus disolucin o Velocidad de sedimentacin o estragos de patgenos o Dieoff Velocidad de sedimentacin o o coeficiente Alpha de la luz mejorada dieoff metabolismo hetertrofo en la zona de hyporheic Porcentaje mximo o el crecimiento (de nivel 1 y 2) medio CBOD o saturacin (nivel 1 y 2) la inhibicin de O2 o (nivel 1 y 2) o respiracin (nivel 2) o la muerte (nivel 2) o la saturacin de N externo medio (nivel 2) o externa de saturacin media P (nivel 2) preferencia o amonaco (nivel 2) o de primer orden la capacidad de carga (nivel 2) Las tasas de componentes genricos o En primer lugar-la tasa de atenuacin para Velocidad de sedimentacin o

1.2.5 Hoja de clculo de las condiciones inicialesLas condiciones iniciales especificadas en la presente ficha son opcionales. Si no se especifican a continuacin, las condiciones iniciales en la columna de agua para cada alcance se supone que son los mismos que los de la cabecera, y biomasa de la planta inicial se supone que es cero por cero para el crecimiento y el 1 de GD / m ^ 2 para la primera crecimiento de los pedidos, con iniciales N y P intracelular normalizado de 0. Introduccin de los valores realistas para las condiciones iniciales permite perodos ms cortos de simulacin para alcanzar condiciones de equilibrio de algas del fondo. Deja las clulas en esta hoja de clculo en blanco si desea utilizar las condiciones de la cabecera por defecto cero inicial y final de la biomasa de algas como las condiciones iniciales. 1.2.6 Meteorologa y hojas de clculo de sombreado Seis hojas de trabajo se utilizan para introducir los datos meteorolgicos y sombreado. Todos tienen el mismo estilo general como se describe a continuacin1.2.6.1 Temperatura del aireEsta hoja se utiliza para introducir la temperatura del aire en grados Celsius por hora para cada uno de alcance del sistema (Figura 10).

Las etiquetas y las distancias (de salida). El programa muestra automticamente la etiqueta de cada aguas arriba de REACH. llegar a la etiqueta, etiqueta de abajo, llegar al nmero, la distancia aguas arriba, y la distancia aguas abajo (previamente inscritos en la cabecera y hojas de clculo Reach) en las columnas A a la F. Las temperaturas del aire. La temperatura del aire por hora para llegar a cada uno se registran en las columnas G a travs de AD. Si los valores son constantes a lo largo del ciclo diario, introduzca el valor medio en la columna G (es decir, de 12:00 AM) y dejar las otras clulas (las columnas H a travs de AD) en blanco. Q2K aplicar automticamente el valor de 12:00 AM a las otras horas del da.

Figura 10. La hoja de trabajo temperatura del aire. 1.2.6.2 Temperatura del punto de rocoEsta hoja se utiliza para introducir el roco hora temperaturas del punto (grados centgrados) para cada uno de alcance del sistema.

Identificadores de REACH. Informacin Reach (que antes era inscrito en la hoja de trabajo REACH) se muestra en las columnas A a la F. Las temperaturas del punto de roco. Temperaturas del punto de roco por hora para cada alcance, son introducidos en las columnas G a travs de AD. Si los valores son constantes a lo largo del ciclo diario, introduzca el valor medio en la columna G (es decir, de 12:00 AM) y dejar las otras clulas (las columnas H a travs de AD) en blanco. Q2K aplicar automticamente el valor de 12:00 AM a las otras horas del da.1.2.6.3 La velocidad del vientoEsta hoja de clculo se utiliza para introducir la velocidad del viento por hora (metros por segundo) para cada uno de alcance del sistema.

Identificadores de REACH. Informacin Reach (que antes era inscrito en la hoja de trabajo REACH) se muestra en las columnas A a la F. Las temperaturas del punto de roco. Velocidades del viento por hora para llegar a cada uno se registran en las columnas G a travs de AD. Si los valores son constantes a lo largo del ciclo diario, introduzca el valor medio en la columna G (es decir, de 12:00 AM) y dejar las otras clulas (las columnas H a travs de AD) en blanco. Q2K aplicar automticamente el valor de 12:00 AM a las otras horas del da. 1.2.6.4 La cobertura de nubesEsta hoja se utiliza para introducir nube cubrir por hora (% de cielo cubierto) para cada uno de alcance del sistema.

Identificadores de REACH. Informacin Reach (que antes era inscrito en la hoja de trabajo REACH) se muestra en las columnas A a la F. Las temperaturas del punto de roco. Nube de cubrir cada hora para cada alcance, son introducidos en las columnas G a travs de AD. Si los valores son constantes a lo largo del ciclo diario, introduzca el valor medio en la columna G (es decir, de 12:00 AM) y dejar las otras clulas (las columnas H a travs de AD) en blanco. Q2K aplicar automticamente el valor de 12:00 AM a las otras horas del da.1.2.6.5 SombraEsta hoja de clculo se utiliza para introducir el sombreado por hora para cada uno de alcance del sistema. El sombreado se define como el porcentaje de la radiacin solar que est bloqueado a causa de la sombra de la topografa y la vegetacin. Si los valores son constantes a lo largo del ciclo diario (total del follaje o el ro fluye a travs de una alcantarilla de largo), introduzca el valor medio en la columna G (es decir, de 12:00 AM) y dejar las otras clulas (las columnas H a travs de AD ) en blanco. Q2K aplicar automticamente el valor de 12:00 AM a las otras horas del da.1.2.6.6 La radiacion SolarEsta hoja se utiliza para entrar la radiacin solar por hora para cada uno de alcance del sistema. El uso de esta hoja es opcional y los valores introducidos slo sern utilizados si el usuario selectes "observado" en la celda B16 de la "Hoja de luz y calor a utilizar los valores observados de la radiacin solar en lugar de una de las opciones para un modelo de radiacin solar 1.2.7 Hoja de PreciosEsta hoja de clculo se utiliza para introducir los parmetros de velocidad del modelo y las opciones para la calibracin automtica opcional (Figura 11 a Figura 15).

Figura 11a. La parte de la Hoja de ndices para estequiometra parmetros de entrada y tasa de slidos inorgnicos en suspensin y el oxgeno.

Calibracin automtica:

Q2K tiene la capacidad para calibrar automticamente los parmetros de tipo seleccionado. El usuario tiene la opcin de especificar los valores para cada tipo de parmetro que se utilizarn, o que permiten Q2K para auto-calibrar los parmetros tipo seleccionado. Columna E se utiliza para seleccionar 'S' o 'No' para seleccionar si un parmetro de tipo especfico se calibra automticamente. Si "No" est seleccionada en la columna E para un parmetro de tipo especfico, los valores consignados en la columna B ser utilizado para la simulacin. Los valores en la columna B, siempre se usan cuando uno de los "Fortran Run 'Run VBA" o "se hace clic en los botones. Columnas E, F, G, y slo se utilizan si el programa de calibracin automtica Q2K se ejecute con la 'Run Auto-Cal en el botn' en la 'Hoja de Precios. Utilice la columna E para seleccionar si se debe incluir un tipo especfico constante en la calibracin automtica.

Antes de la calibracin automtica se puede ejecutar, el usuario debe introducir una frmula en la celda G3 de la hoja de 'valores' que calcula la bondad del ajuste de los resultados del modelo en comparacin con los datos medidos. El usuario puede introducir cualquier frmula, siempre que el incremento del valor resultante como la bondad de ajuste mejora. Por ejemplo, el inverso de la raz del error cuadrtico medio sera una opcin aceptable, ya que disminuye RMSE como la bondad de ajuste de mejora, por lo tanto, la inversa de los incrementos de RMSE como la bondad de ajuste de mejora. Para obtener informacin ms detallada acerca de cmo la bondad de ajuste es utilizado por el algoritmo gentico, se recomienda al usuario consultar la documentacin para la subrutina PIKIAI que se utiliza en Q2K por Charbonneau y Knapp (1995).

La zona cero de la hoja de 'Fitness' est disponible para el usuario para construir una frmula para la bondad de ajuste basado en la comparacin de los resultados observados y previstos. Una frmula debe introducirse en la celda G3 de tal manera que el valor de fitness se recalcula automticamente por un nuevo modelo de ejecucin. El valor de fitness calculado en la celda G3 debe aumentar a medida que aumenta la bondad de ajuste.

Para realizar la calibracin automtica, haga clic en 'Run Auto-Cal' botn de arriba despus de hacer las selecciones apropiadas en las columnas E, F y G y la construccin de la frmula de fitness en la celda G3. Ajustes de control para la calibracin automtica estn disponibles en las clulas J9: J21.

El algoritmo gentico utilizado por Q2K es Pikaia. La documentacin detallada de Pikaia est disponible en el siguiente enlace:

http://www.hao.ucar.edu/public/research/si/pikaia/pikaia.html

El algoritmo gentico lleva a cabo su tarea en la maximizacin de un usuario-seleccionado nmero de corridas del modelo para definir una poblacin (NP). Este tamao de la poblacin se mantiene constante durante todo el proceso evolutivo. En lugar de la evolucin de la poblacin hasta que se cumple algn criterio de tolerancia preestablecido, el algoritmo gentico lleva a la evolucin hacia adelante en un nmero especfico de generaciones (ngen).

Los ajustes de control para el algoritmo gentico son tambin entr en la hoja de 'valores' como se muestra en la Figura 11b. El tiempo de ejecucin para la calibracin automtica se determina por el nmero de modelo se ejecuta en una poblacin (NP) y el nmero de generaciones (ngen). El algoritmo gentico se ejecutar el modelo, al menos, NP * (ngen + 1) veces durante la calibracin automtica. La documentacin detallada del algoritmo gentico Pikaia es proporcionada por Charbonneau y Knapp (1995).

Figura 11b. La parte de la Hoja de Precios utiliza para introducir los ajustes de control para el algoritmo gentico para la calibracin automtica.Semilla de nmero aleatorio. Cualquier valor entero puede ser introducido por un valor inicial para el generador de nmeros aleatorios. Nmero de modelo se ejecuta en una poblacin. (por defecto 100) Nmero de generaciones en la evolucin. Este es el nmero de generaciones ms que la solucin para la calibracin automtica es la evolucin (por defecto es 50) Nmero de dgitos para codificar el genotipo - nmero de dgitos significativos (es decir, el nmero de genes), retenido en la codificacin de los cromosomas (por defecto es 5) Probabilidad de cruce. debe ser = 0,0 (valor por defecto es 0,0005) Mxima tasa de mutacin. Debe ser