『Abstract
The performance of several models used to estimate land-derived
N loads to shallow receiving estuaries are compared. Models included
in the comparison differed in complexity and approach, and predicted
either loads or concentrations in estuary water. In all cases,
model predictions were compared to measured loads or concentrations,
as appropriate. Measured N loads to 9 estuaries on Cape Cod, MA,
were obtained as the product of mean concentrations in groundwater
about to seep into estuaries multiplied by the annual recharge
of groundwater. Measured annual mean N concentrations in estuaries
were obtained by extensive sampling surveys. The validity of this
procedure to measure loads was verified by comparison against
seepage meter data. Responsiveness of model predictions was generally
good: predictions increased significantly as measured values increased
in 8 of the 10 models evaluated. Precision of predictions was
significant for all models. Three models provided highly accurate
predictions; correction terms were calculated that could be applied
to predictions from the other models to improve accuracy. Four
of the models provided reasonable predictive ability. Simulations
were run with somewhat different versions of two of the models;
in both cases, the modified versions yielded improved predictions.
The more complex models tended to be more responsive and precise,
but not necessarily more accurate or predictive. Simpler models
are attractive because they demand less information for use, but
models with more comprehensive formulations, and emphasis on processes
tended to perform better. Different models predicted widely different
partitioning of land-derived N loads from wastewater, fertilizers,
and atmospheric deposition. This is of concern, because mitigation
options would be based on such partitioning of predictions. Choice
of model to be used in management decisions or for research purposes
therefore is not a trivial decision.』
『浅い河口への陸由来のN負荷を見積るために使われるいくつかのモデルの性能が比較されている。比較に含まれるモデルは、複雑さとアプローチが異なり、河口水の負荷または濃度を予想したものである。すべての場合に、モデルの予想は、適当な測定負荷または濃度と比較された。MAのCape Codにおいて9つの河口に対して測定されたN負荷は、河口に滲みだしている地下水の平均濃度と地下水の年間排出量の積として得られた。河口で測定した年間平均N濃度は広範囲の試料採取調査により得られた。負荷を測定するこの方法の妥当性は、浸出量計のデータとの比較により確かめられた。モデル予想の反応性は一般に良かった：評価した10のモデルのうち8で、測定値が増加するにつれ、予想はかなり上がった。予想の精度はすべてのモデルで有意であった。3つのモデルは高い精度の予想を与えた；補正項は精度をよくするために他のモデルによる予想に適用できるように計算された。モデルのうち4つはまあまあの予想能力を示した。シミュレーションはモデルのうち2つではやや異なるバージョンのもので実行された；両方の場合、修正されたバージョンは改善された予想を与えた。複雑なモデルほど、応答性と正確さはよくなる傾向にあったが、必ずしも間違いなくうまく予想するものではなかった。簡単なモデルは使用するために多くの情報を必要としないので魅力的であるが、より広範な公式化ができて過程を強調できるようなモデルは性能がよい傾向があった。モデルが異なると、廃水、肥料、および大気沈着物からの陸由来N負荷の分別の予想は大きく異なった。これは重大なことである、なぜなら軽減を選択する場合はそのような予想が分かれることに基づくべきだろうからである。管理の決定あるいは研究目的に用いられるべきモデルの選択は、したがって、ささいな決定ではない。』
1. Introduction
2. Materials and methods
2.1. Description of models
2.1.1. Nitrogen loading model (NLM)
2.1.2. Method for assessment, nutrient-loading, and geographic
evaluation of non-point pollution (MANAGE)
2.1.3. Buzzards Bay Project model (BBP)
2.1.4. Cape Cod Commission modek (CCC)
2.1.5. P. Johnes model (PJM)
2.1.6. On-site and fertilizer model (OSF)
2.1.7. Caraco and Cole model (C&C)
2.1.8. Cole, Peirls, Caraco, and Pace model (CPCP)
2.1.9. Estuarine loading model (ELM)
2.1.10. Dettman model (DVM)
2.2. Measured estimates of N loads and concentrations
2.2.1. Sampling of groundwater nutrients
2.2.2. Estimation of groundwater flow
2.3. Quantification of model performance
3. results
3.1. Measured estimates of nitrogen loads
3.1.1. Groundwater flows
3.1.2. Groundwater nutrient concentrations
3.2. Predictions from models
3.2.1. Specific evaluations of the models
3.2.2. Aggregate model features
3.3. Practical applications
Acknowledgements
References