Ero sivun ”Mikrobien määrä pohjavedessä” versioiden välillä
pEi muokkausyhteenvetoa |
(Uusi koko excelin kattava malli. Dataa puuttuu ja malli pitää vielä oikoa inputtien kanssa täsmääväksi. R-tools syötteissä vielä korjaamista myös.) |
||
Rivi 10: | Rivi 10: | ||
Mikrobien määrä pohjavedessä kuvaa eri mikrobien mitattuja pitoisuuksia pohjavedessä. | Mikrobien määrä pohjavedessä kuvaa eri mikrobien mitattuja pitoisuuksia pohjavedessä. | ||
==Malli== | |||
===Skenaariot=== | |||
*1a - Kulkeutuminen pohjavesivyöhykkeessä päästölähteestä raakavesilähteeseen. Ei imeytystä tai pumppausta. | |||
*1b - Kulkeutuminen pohjavesivyöhykkeessä päästölähteestä vedenottokaivoon. Ei imeytystä. | |||
*1c - Vedenottokaivon saastuminen viemäputken rikkoutumisen tai vuodon seurauksena, kun viemärivuoto tapahtuu pohjavesivyöhykkeessä. | |||
*1d - Mikrobien kulkeutuminen kaivoimeytyksestä vedenottokaivoon. Kyseessä on paineellinen akviferi, jossa vettä imeytetään hyvin johtavaan pohjavesivyöhykkeeseen, jonka yläpuolella on huonosti vettä johtava kerros. | |||
*1e - Mikrobien kulkeutuminen rantaimeytyksen kautta pohjavesivyöhykkeessä vedenottokaivoon. | |||
*2a - Kulkeutuminen pohjavesivyöhykkeen yläpuolella sijaitsevasta päästölähteestä raakavesilähteeseen. Ei imeytystä tai pumppausta. | |||
*2b - Kulkeutuminen pohjavesivyöhykkeen yläpuolella sijaitsevasta päästölähteestä vedenottokaivoon. | |||
*2c - Vedenottokaivon saastuminen viemäputken rikkoutumisen tai vuodon seurauksena, kun viemärivuoto tapahtuu pohjavesivyöhykkeen yläpuolisessa osittain kyllästyneessä vyöhykkeessä. | |||
*2d - Mikrobien kulkeutuminen sadetusimeytyksestä vedenottokaivoon. | |||
*2e - Mikrobien kulkeutuminen allasimeytyksestä vedenottokaivoon. | |||
<rcode | |||
embed=1 | |||
name='mikrobien_kulkeutuminen' | |||
variables=" | |||
name:sc_type|description:Valitse tyyppi|type:selection|options:;- valitse -;'1';1 - Mikrobien kulkeutuminen pohjavesivyöhykkeessä;'2';2 - Mikrobien kulkeutuminen päästölähteestä pohjavesivyöhykkeeseen ja edelleen| | |||
category:Skenaario| | |||
name:scenario|description:Valitse skenaario|type:selection|options:;- valitse -;'1a';a;'1b';b;'1c';c;'1d';d;'1e';e| | |||
category:Aliskenaariot 1|category_conditions:sc_type;'1'| | |||
name:scenario|description:Valitse skenaario|type:selection|options:;- valitse -;'2a';a;'2b';b;'2c';c;'2d';d;'2e';e| | |||
category:Aliskenaariot 2|category_conditions:sc_type;'2'| | |||
name:R|description:Etäisyys päästölähteestä (m)| | |||
category:Pohjavesialueen ominaisuudet 1|category_conditions:scenario;'1d'| | |||
name:H_2|description:Paineelliisen pohjavesivyöhykkeen paksuus (m)|default:10| | |||
name:R|description:Etäisyys päästölähteestä (m)|default:100| | |||
category:Pohjavesialueen ominaisuudet 2|category_conditions:scenario;'1a';'1b';'1c';'1e'| | |||
name:H_2|description:Pohjavesivyöhykeen paksuus (m)|default:10| | |||
name:R|description:Etäisyys päästölähteestä (m)| | |||
category:Pohjavesialueen ominaisuudet 3|category_conditions:sc_type;'2'| | |||
name:H_2|description:Pohjavesivyöhykeen paksuus (m)|default:10| | |||
name:H_us|description:Osittain kyllästyneen vyöhykkeen paksuus (m)|default:3| | |||
name:g_input_type|description:Valitse maalaji tai oma määritelmä|type:selection|options:;- valitse -;'Sora';Sora;'Karkea hiekka';Karkea hiekka;'Hiekka';Hiekka;'Hieno hiekka';Hieno hiekka;'Siltti';Siltti;'Savi';Savi;'Hiekkamoreeni';Hiekkamoreeni;'Hienoainesmoreeni';Hienoainesmoreeni;'custom1';Oma määritelmä| | |||
category:Maaperän rakenne ja hydrauliset ominaisuudet 1|category_conditions:scenario;'1a';'1b';'1c';'1d';'1e';'2d';'2e'| | |||
name:g_input_type|description:Valitse maalaji tai oma määritelmä|type:selection|options:;- valitse -;'Sora';Sora;'Karkea hiekka';Karkea hiekka;'Hiekka';Hiekka;'Hieno hiekka';Hieno hiekka;'Siltti';Siltti;'Savi';Savi;'Hiekkamoreeni';Hiekkamoreeni;'Hienoainesmoreeni';Hienoainesmoreeni;'custom2';Oma määritelmä| | |||
category:Maaperän rakenne ja hydrauliset ominaisuudet 2|category_conditions:scenario;'2a';'2b';'2c'| | |||
name:n_2|description:Huokoisuus pohjavesivyöhykkeessä|default:0.35| | |||
category:Maaperän rakenne ja hydrauliset ominaisuudet oma määritelmä 1|category_conditions:g_input_type;'custom1'| | |||
name:K_2|description:Vedenjohtavuus pohjavesivyöhykkeessä (m/s)|default:0.001| | |||
name:n_2|description:Huokoisuus pohjavesivyöhykkeessä 2|default:0.35| | |||
category:Maaperän rakenne ja hydrauliset ominaisuudet oma määritelmä|category_conditions:g_input_type;'custom2'| | |||
name:K_2|description:Vedenjohtavuus pohjavesivyöhykkeessä (m/s)|default:0.001| | |||
name:n_1|description:Huokoisuus osittain kyllästyneessä vyöhykkeessä|default:0.35| | |||
name:K_us|description:Vedenjohtavuus osittain kyllästyneessä vyöhykkeessä (m/s)|default:2.43e-07| | |||
name:theta|description:Tilavuusvesipitoisuus|default:'-'| | |||
name:Se|description:Kyllästysaste|default:'-'| | |||
name:lambda|description:Huokosten kokoa kuvaava parametri|default:'-'| | |||
name:q|description:Vuodon määrä (m^3/d)|default:100.0| | |||
category:Viemärivuoto 1|category_conditions:scenario;'1c'| | |||
name:h|description:Pohjaveden pinnankorkeus vedenottokaivossa(m)|default:10.0| | |||
name:hj|description:Pohjaveden pinnankorkeus jätevesiviemärin kohdalla (m)|default:13.0| | |||
name:q|description:Vuodon määrä (m^3/d)|default:100.0| | |||
category:Viemärivuoto 2|category_conditions:scenario;'2c'| | |||
name:H_v|description:Virtausnopeus akviferissä (m^2)|default:1.5| | |||
name:Q_i|description:Imeytyksen määrä (m3/d)|default:1000.0| | |||
category:Imeytys 1|category_conditions:scenario;'1d'| | |||
name:W|description:Sadetuksen määrä (m3/d)|default:500.0| | |||
category:Imeytys 2|category_conditions:scenario;'2d'| | |||
name:As|description:Sadetuksen pinta-ala (m^2)|default:50.0| | |||
name:W|description:Allasimeytyksen määrä (m3/d)|default:1000.0| | |||
category:Imeytys 3|category_conditions:scenario;'2e'| | |||
name:As|description:Imeytyksen pinta-ala (m^2)|default:2700.0| | |||
name:Q_2|description:Vedenottokaivon tuotto (m3/d)|default:1000.0| | |||
category:Vedenotto|category_conditions:scenario;'1b';'1c';'1d';'1e';'2b';'2c';'2d';'2e'| | |||
name:RaakaLuokka|description:Raakaveden luokitus|type:selection| | |||
options: | |||
;- valitse -; | |||
'Pohjavesi - Puhdas';Pohjavesi - Puhdas; | |||
'Pohjavesi - Pintavesikuormitus';Pohjavesi - Pintavesikuormitus; | |||
'Pintavesi - Vähäinen kuormitus';Pintavesi - Vähäinen kuormitus; | |||
'Pintavesi - Keskisuuri kuormitus';Pintavesi - Keskisuuri kuormitus; | |||
'Pintavesi - Suuri kuormitus';Pintavesi - Suuri kuormitus;'custom';Oma määritelmä| | |||
category:Raakavesi| | |||
name:c_A|description:Mikrobin aktiivisuuden määräävä rajapitoisuus (1/l)|default:10.0| | |||
name:mu_type|description:Mikrobien inaktivaatio|type:selection|options:'default';Oletusarvot;'custom';Oma määritelmä| | |||
name:Kampylo|description:Kampylobakteeripitoisuus (mikrobia/l)|default:'-'| | |||
category:Mikrobien pitoisuudet|category_conditions:RaakaLuokka;'custom'| | |||
name:Ecoli|description:E.colipitoisuus (mikrobia/l)|default:'-'| | |||
name:Rota|description:Rotaviruspitoisuus (mikrobia/l)|default:'-'| | |||
name:Noro|description:Noroviruspitoisuus (mikrobia/l)|default:'-'| | |||
name:Crypto|description:Cryptosporidiumpitoisuus (mikrobia/l)|default:'-'| | |||
name:Giardia|description:Giardiapitoisuus (mikrobia/l)|default:'-'| | |||
name:mu|description:Mikrobien inaktivaatiokerroin (1/d)|default:0.01| | |||
category:Mikrobien inaktivaatio|category_conditions:mu_type;'custom' | |||
" | |||
> | |||
if (is.null(sc_type)) stop("Skenaariota ei ole määritetty!") | |||
if (is.null(scenario)) stop("Aliskenaariota ei ole määritetty!") | |||
if (is.null(g_input_type)) stop("Maaperän ominaisuuksia ei ole määritetty!") | |||
if (is.null(RaakaLuokka)) stop("Mikrobipitoisuuksia ei ole määritetty!") | |||
library(OpasnetUtils) | |||
# Patogeenien pitoisuudet | |||
if (RaakaLuokka == "custom"){ | |||
IRaakaPitoisuus <- list(Kampylo, Ecoli, Rota, Noro, Crypto, Giardia) | |||
RaakaPitoisuus <- data.frame( | |||
Patogeeni = c("Kampylobakteeri","E.coli O157:H7","Rotavirus","Norovirus","Cryptosporidium","Giardia"), | |||
Result = suppressWarnings(as.numeric(IRaakaPitoisuus)) | |||
) | |||
RaakaPitoisuus <- RaakaPitoisuus[!is.na(RaakaPitoisuus$Result), ] | |||
RaakaPitoisuus <- Ovariable("RaakaPitoisuus", data = RaakaPitoisuus) | |||
} else { | |||
objects.latest("Op_fi2655", "muuttuja") # RaakaPitoisuus, customoitia varten | |||
RaakaPitoisuus <- EvalOutput(RaakaPitoisuus) | |||
temp <- RaakaPitoisuus@output | |||
temp <- temp[as.character(temp$Raakavesilähde) == RaakaLuokka, ] | |||
RaakaPitoisuus@output <- temp[, !colnames(temp) %in% c("TempResult", "Raakavesilähde")] | |||
} | |||
c_0 <- RaakaPitoisuus | |||
if (mu_type == "default") { | |||
mu <- 0.01 | |||
} | |||
# Models | |||
time_pre <- function(H, n, K) { | |||
H*n/K | |||
} | |||
time_type1 <- function(R, n, K, H) { | |||
R^2*n/(K*H) | |||
} | |||
time_type2 <- function(n, H, R, Q) { | |||
2*pi*n*H*R^2/Q | |||
} | |||
concentration <- function(c_0, mu, t) { | |||
c_0*exp(-mu*t) | |||
} | |||
inactivation <- function(c_threshold, c_initial, mu){ | |||
-log(c_threshold/c_initial)/mu | |||
} | |||
scenario <- as.character(scenario) | |||
scenario <- strsplit(scenario, "")[[1]] | |||
# Model parameter values unique to scenario: | |||
if (scenario[1] == "1" & scenario[2] == "c") { # depends on Ks, hj, h, Hs, c_0 | |||
Q_a <- Ks*(hj-h)*Hs | |||
c_aq <- c_0*q/Q_a | |||
c_0 <- c_aq | |||
} | |||
if (scenario[1] == "1" & scenario[2] == "d") { # depends on c_0, Q_i and Q | |||
c_aq <- c_0*Q_i/Q | |||
c_0 <- c_aq | |||
} | |||
if (scenario[1] == "2" & scenario[2] == "c") { # depends on K_us, H_us, H_v, c_0 and q | |||
Q_us <- K_us*(H_us-H_v)^2 | |||
c_us <- c_0*q/Q_us | |||
c_0 <- c_us # not in the Excel but i think this is what is intended | |||
} | |||
if (scenario[1] == "2" & (scenario[2] == "d"|scenario[2] == "e")) { # depends on W and As | |||
vs <- W/As | |||
} | |||
# First pass. Only for scenarios beginning with 2. | |||
if (scenario[1]=="2") { | |||
if (scenario[2] == "a"|scenario[2] == "b") { # depends on H_us and K_us | |||
H_1 <- H_us | |||
K_1 <- K_us | |||
} | |||
if (scenario[2] == "c") { # depends on H_us, H_v and K_us | |||
H_1 <- H_us - H_v | |||
K_1 <- K_us | |||
} | |||
if (scenario[2] == "d"|scenario[2] == "e") { # depends on H_us and vs | |||
H_1 <- H_us | |||
K_1 <- vs | |||
} | |||
t_1 <- time_pre(H_1, n_1, K_1) # depends | |||
c_1 <- concentration(c_0, mu_1, t_1) # depends | |||
t_in_1 <- inactivation(c_A, c_0, mu_1) | |||
} else { | |||
t_1 <- 0 | |||
c_1 <- c_0 | |||
t_in_1 <- Inf | |||
} | |||
# Second pass. Model used depends on scenario second part. | |||
if (scenario[2] == "a") { | |||
t_2 <- time_type1(R_2, n_2, K_2, H_2) # depends | |||
} else { | |||
t_2 <- time_type2(n_2, H_2, r_2, Q_2) # depends | |||
} | |||
c_2 <- concentration(c_1, mu_2, t_2) # depends | |||
t_in_2 <- inactivation(c_A, c_1, mu_2) # depends | |||
</rcode> | |||
==Perustelut== | ==Perustelut== |
Versio 7. lokakuuta 2013 kello 16.47
Moderaattori:Ei ole (katso kaikki) Kuinka ryhtyä moderaattoriksi? Sivun edistymistä ei ole arvioitu. Arvostuksen määrää ei ole arvioitu (ks. peer review). |
Lisää dataa
|
Kysymys
Mitä mikrobien määrä pohjavedessa kuvaa?
Vastaus
Mikrobien määrä pohjavedessä kuvaa eri mikrobien mitattuja pitoisuuksia pohjavedessä.
Malli
Skenaariot
- 1a - Kulkeutuminen pohjavesivyöhykkeessä päästölähteestä raakavesilähteeseen. Ei imeytystä tai pumppausta.
- 1b - Kulkeutuminen pohjavesivyöhykkeessä päästölähteestä vedenottokaivoon. Ei imeytystä.
- 1c - Vedenottokaivon saastuminen viemäputken rikkoutumisen tai vuodon seurauksena, kun viemärivuoto tapahtuu pohjavesivyöhykkeessä.
- 1d - Mikrobien kulkeutuminen kaivoimeytyksestä vedenottokaivoon. Kyseessä on paineellinen akviferi, jossa vettä imeytetään hyvin johtavaan pohjavesivyöhykkeeseen, jonka yläpuolella on huonosti vettä johtava kerros.
- 1e - Mikrobien kulkeutuminen rantaimeytyksen kautta pohjavesivyöhykkeessä vedenottokaivoon.
- 2a - Kulkeutuminen pohjavesivyöhykkeen yläpuolella sijaitsevasta päästölähteestä raakavesilähteeseen. Ei imeytystä tai pumppausta.
- 2b - Kulkeutuminen pohjavesivyöhykkeen yläpuolella sijaitsevasta päästölähteestä vedenottokaivoon.
- 2c - Vedenottokaivon saastuminen viemäputken rikkoutumisen tai vuodon seurauksena, kun viemärivuoto tapahtuu pohjavesivyöhykkeen yläpuolisessa osittain kyllästyneessä vyöhykkeessä.
- 2d - Mikrobien kulkeutuminen sadetusimeytyksestä vedenottokaivoon.
- 2e - Mikrobien kulkeutuminen allasimeytyksestä vedenottokaivoon.
Perustelut
Data
Data perustuu kuviteltuun tilanteeseen.
Obs | Symboli | Parametri | Selite | Arvo | Yksikkö | Excel |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | Ks | vedenjohtavuus | Kyllästyneen tilan vedenjohtavuus | 1.00E-05 | m /s | D9 |
2 | Hs | paksuus | Pohjavesivyöhykkeen paksuus | 5-15 | m | D10 |
3 | R | etäisyys | Etäisyys päästölähteestä | 100 | m | D11 |
4 | n | huokoisuus | Maaperän huokoisuus | 0.35 | D12 | |
5 | C0 | mikrobipit.lähde | Päästölähteen mikrobipitoisuus = mikrobipitoisuus akviferissä | 1.00E+08 | # /l | D13 |
6 | CA | inaktivaatiopit | Pitoisuus jolloin mikrobien ajatellaan inaktivoituneen | 10 | # /l | D14 |
7 | µ | inaktivaationopeus | Inaktivaatiokerroin | 0.01 | 1 /vrk | D15 |
8 | t | kulkeutumisaika | Kulkeutumisaika | 405.0925926 | vrk | D17: =D11/(D9*(D10/D11)/D12)/3600/24 |
9 | Ct | mikrobipit.kohde | Pitoisuus tarkastelukohdassa | 1.74E+06 | # /l | D18: =D13*EXP((-D15*D17)) |
10 | tin | inaktivaatioaika | Inaktivaatioaika | 1610 | vrk | D19: =LOG10(D14/D13)/(-D15/2.3) |
Riippuvuudet
Yksikkö
# /l
Laskenta
Tämä laskenta kuvaa mikrobien kulkeutumista pohjavedessä tai maaperässä.
Yksinkertaisimmillaan mikrobien voidaan arvioida kulkeutuvan päästölähteestä raakavesilähteeseen samalla nopeudella kuin vesi virtaa kyllästyneessä maaperässä. Päästölähteen oletetaan sijaitsevan pohjavesivyöhykkeessä ja virtauksen tapahtuvat lateraalisuunnassa. Päästölähteen virtaamaa ei ole tunnettu, joten pohjavesivyöhykkeen ja päästölähteen ja pohjavesivyöhykkeen mikrobipitoisuudet oletetaan samoiksi. Pumppausta ei ole huomioitu. Tiedot ovat tiedostosta Riskinarviointilaskelmat_inaktivaatio271112.xls.
Kaikki laskennat yhdessä:
Mikrobien inaktivaatioajan laskeminen:
Mikrobien kulkeutumisajan laskeminen:
Mikrobien pitoisuuden laskeminen:
Tulokset
Clean | Medium | Contaminated | |
Norovirus | 0 | 204.167 | 2166.667 |
Rotavirus | 0 | 204.167 | 2166.667 |
Murine norovirus | 0 | 204.167 | 2166.667 |
Katso myös
Viitteet
Aiheeseen liittyviä tiedostoja
<mfanonymousfilelist></mfanonymousfilelist>