Ero sivun ”Mikrobien määrä pohjavedessä” versioiden välillä

Opasnet Suomista
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
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


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.

Skenaario

Valitse tyyppi:

Aliskenaariot 1

Valitse skenaario:

Aliskenaariot 2

Valitse skenaario:

Pohjavesialueen ominaisuudet 1

Etäisyys päästölähteestä (m):

Paineelliisen pohjavesivyöhykkeen paksuus (m):

Pohjavesialueen ominaisuudet 2

Etäisyys päästölähteestä (m):

Pohjavesivyöhykeen paksuus (m):

Pohjavesialueen ominaisuudet 3

Etäisyys päästölähteestä (m):

Pohjavesivyöhykeen paksuus (m):

Osittain kyllästyneen vyöhykkeen paksuus (m):

Maaperän rakenne ja hydrauliset ominaisuudet 1

Valitse maalaji tai oma määritelmä:

Maaperän rakenne ja hydrauliset ominaisuudet 2

Valitse maalaji tai oma määritelmä:

Maaperän rakenne ja hydrauliset ominaisuudet oma määritelmä 1

Huokoisuus pohjavesivyöhykkeessä:

Vedenjohtavuus pohjavesivyöhykkeessä (m/s):

Maaperän rakenne ja hydrauliset ominaisuudet oma määritelmä

Huokoisuus pohjavesivyöhykkeessä 2:

Vedenjohtavuus pohjavesivyöhykkeessä (m/s):

Huokoisuus osittain kyllästyneessä vyöhykkeessä:

Vedenjohtavuus osittain kyllästyneessä vyöhykkeessä (m/s):

Tilavuusvesipitoisuus:

Kyllästysaste:

Huokosten kokoa kuvaava parametri:

Viemärivuoto 1

Vuodon määrä (m^3/d):

Pohjaveden pinnankorkeus vedenottokaivossa(m):

Pohjaveden pinnankorkeus jätevesiviemärin kohdalla (m):

Viemärivuoto 2

Vuodon määrä (m^3/d):

Virtausnopeus akviferissä (m^2):

Imeytys 1

Imeytyksen määrä (m3/d):

Imeytys 2

Sadetuksen määrä (m3/d):

Sadetuksen pinta-ala (m^2):

Imeytys 3

Allasimeytyksen määrä (m3/d):

Imeytyksen pinta-ala (m^2):

Vedenotto

Vedenottokaivon tuotto (m3/d):

Raakavesi

Raakaveden luokitus:

Mikrobin aktiivisuuden määräävä rajapitoisuus (1/l):

Mikrobien inaktivaatio:

Mikrobien pitoisuudet

Kampylobakteeripitoisuus (mikrobia/l):

E.colipitoisuus (mikrobia/l):

Rotaviruspitoisuus (mikrobia/l):

Noroviruspitoisuus (mikrobia/l):

Cryptosporidiumpitoisuus (mikrobia/l):

Giardiapitoisuus (mikrobia/l):

Mikrobien inaktivaatio

Mikrobien inaktivaatiokerroin (1/d):

+ Näytä koodi


Perustelut

Data

Data perustuu kuviteltuun tilanteeseen.

Ero sivun ”Mikrobien määrä pohjavedessä” versioiden välillä(-)
ObsSymboliParametriSeliteArvoYksikköExcel
1KsvedenjohtavuusKyllästyneen tilan vedenjohtavuus1.00E-05m /sD9
2HspaksuusPohjavesivyöhykkeen paksuus5-15mD10
3RetäisyysEtäisyys päästölähteestä100mD11
4nhuokoisuusMaaperän huokoisuus0.35D12
5C0mikrobipit.lähdePäästölähteen mikrobipitoisuus = mikrobipitoisuus akviferissä1.00E+08# /lD13
6CAinaktivaatiopitPitoisuus jolloin mikrobien ajatellaan inaktivoituneen10# /lD14
7µinaktivaationopeusInaktivaatiokerroin0.011 /vrkD15
8tkulkeutumisaikaKulkeutumisaika405.0925926vrkD17: =D11/(D9*(D10/D11)/D12)/3600/24
9Ctmikrobipit.kohdePitoisuus tarkastelukohdassa1.74E+06# /lD18: =D13*EXP((-D15*D17))
10tininaktivaatioaikaInaktivaatioaika1610vrkD19: =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:

Anna arvo vain jos se poikkeaa ylläolevasta oletusarvojen taulukosta

tilanne:

tuloste:

kaivon.tuotto:

vedenjohtavuus:

paksuus:

etäisyys:

huokoisuus:

mikrobipit.lähde:

inaktivaatiopit:

inaktivaationopeus:

+ Näytä koodi

Mikrobien inaktivaatioajan laskeminen:

Anna arvo vain jos se poikkeaa ylläolevasta oletusarvojen taulukosta

tilanne:

kaivon.tuotto:

vedenjohtavuus:

paksuus:

etäisyys:

huokoisuus:

mikrobipit.lähde:

inaktivaatiopit:

inaktivaationopeus:

+ Näytä koodi


Mikrobien kulkeutumisajan laskeminen:

Anna arvo vain jos se poikkeaa ylläolevasta oletusarvojen taulukosta

tilanne:

kaivon.tuotto:

vedenjohtavuus:

paksuus:

etäisyys:

huokoisuus:

mikrobipit.lähde:

inaktivaatiopit:

inaktivaationopeus:

+ Näytä koodi


Mikrobien pitoisuuden laskeminen:

Anna arvo vain jos se poikkeaa ylläolevasta oletusarvojen taulukosta

tilanne:

kaivon.tuotto:

vedenjohtavuus:

paksuus:

etäisyys:

huokoisuus:

mikrobipit.lähde:

inaktivaatiopit:

inaktivaationopeus:

+ Näytä koodi

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>