DSSAM モデル

DSSAM モデル( Dynamic Stream Simulation and Assessment Model)は、トラッキー川流域における土地利用と廃水管理の決定による水質への影響を分析するためにトラッキー川用に開発されたコンピュータ シミュレーションです。この地域には、ネバダ州リノ市とスパークス市、およびタホ湖流域が含まれます。このモデルは、歴史的にはEarth Metrics トラッキー川モデルとも呼ばれています。1984 年から 1986 年にかけて米国環境保護庁(EPA)との契約に基づいて最初に開発されて以来^[1] 、モデルは改良され、後続のバージョンは DSSAM II および DSSAM III と呼ばれています。この水文学的輸送モデルは、最大総日負荷(TMDL)と呼ばれる汚染物質負荷メトリックに基づいています。このフラッグシップ モデルの成功により、EPA は米国のほとんどの河川システムの管理に関する国家政策において、基礎となる TMDL プロトコルの使用に積極的に取り組むようになりました。^[2]

トラッキー川は長さが115マイル（185 km）を超え、流域面積は約3120平方マイル^[3]で、タホ湖流域は含まれていません。DSSAMモデルは、川全体に沿って多数の観測所を設置するとともに、この閉鎖水文システムの受水域であるグレートベースンのピラミッド湖内にかなりの数の監視ポイントを設置します 。この地域は人口がまばらですが、タホ湖には年間2000万人が訪れ、トラッキー川の水質は少なくとも2種の絶滅危惧種、クイウイ・ サッカーフィッシュとラホンタン・カットスロート・トラウトに影響を与えるため、重要です。

定量的予測モデルを導き出すきっかけとなったのは、歴史的に減少している河川流量の傾向と、水利権をめぐる管轄権および部族間の対立、ならびに河川生物相への懸念でした。リノ・スパークス下水処理場の拡張が提案されたとき、EPA は、シミュレーション ソフトウェアとトラッキー川とピラミッド湖のフィールド データを収集する並行プログラムを作成するための大規模な研究活動に資金を提供することを決定しました。河川ステーションについては、底生ゾーンとトピック ゾーンで水質測定が行われ、ピラミッド湖の場合は、さまざまな深さと場所でサンプルを収集するためにボートが使用されました。Earth Metrics は、第 1 世代のコンピュータ モデルのソフトウェア開発を実施し、トラッキー川の水質と流量に関するフィールド データを収集しました。モデルのキャリブレーション後、代替の土地利用規制と処理済み排水の排出パラメータの影響を評価するために実行が行われました。

DSSAM モデルは、ほとんどの汚染物質の動的な減衰を可能にするように構築されています。たとえば、窒素とリンの総量は各時間ステップで底生藻類によって消費され、藻類群集には各河川区間で個別の個体群動態が与えられます (河川温度に基づく代謝率など)。流域全体の汚染源には、非点源の農業用および都市部の雨水、および処理済み都市下水排水の多数の点源排出源が含まれます。

DSSAMモデルの開発、較正、適用の第1世代に続いて、その後改良が行われました。モデル機能のこれらの拡張は、日周サイクルのモデリングの柔軟性の向上に重点を置き、粒子状窒素とリンの分析も含めることができました。DSSAM IIIの開発では、モデルの操作と範囲にいくつかの変更が行われました。^[4]

このモデルは、(a)都市部の雨水流出に関する公共政策の分析、(b)表面流出を最小化する農業方法の研究、(c)非点源制御の革新的ソリューション、およびd)処理済み廃水排出の工学的側面など、さまざまな用途に使用されています。ワショー郡の雨水流出に関しては、新しいゼリスケープ条例内の特定の要素が、このモデルを使用して有効性について分析されました。流域のさまざまな農業用途については、悪影響の主な発生源を理解するためにモデルを実行し、河川汚染を減らすための管理方法が開発されました。このモデルは、トラッキー川とピラミッド湖に生息する2種類の絶滅危惧種、クイウイ・サッカーフィッシュ（1967年に絶滅危惧種に指定）とラホンタン・カットスロート・トラウト（1970年に絶滅危惧種に指定）の生存を分析するために特に使用されています。モデルを河川に到達する表面流出に使用する場合、この汚染物質の入力は線状発生源（たとえば、水路に入る連続した線状の汚染源）として見ることができます。

• 非点源汚染
• SWATモデル
• 確率的経験的負荷および希釈モデル
• 雨水管理モデル

• 米国環境保護庁トラッキー川TMDLプログラム
• DSSAM モデルから導出されたトラッキー盆地の最終的な TMDL 廃棄物負荷