Comparison of 5 oil-weathering models

Within the project CALPREA at RIKZ application of reliable oil spill models and oil data bases is an important issue. An oil spill model contains in general a transport module, an oil weathering module, an oil data base, and possibly a user-friendly graphical user interface. Recently, de Jong (2004) has made a study of four particle models for transport of floating and dissolved substances (DemWaq, DREAM, GNOME and SIMPAR) within CALPREA. The present report gives a detailed comparison of five pre-selected oilweathering models. Oil weathering models were selected on the following criteria: 1. They can be coupled to the hydrodynamic programs WAQUA (2d) and TRIWAQ (3d) in SIMONA at RIKZ; or 2. They are at present available to RIKZ through the Internet or other through means and are user friendly The oil-weathering modules of category 1 for this study were: - SIMPAR oil module - MFMW-DREAM - GNOMF The oil-weathering modules of category 2 for this study were: - ADIOS - OWM CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS Considering documentation: \u95 Technical documentation of the oil-weathering models ADIOS-2 and DREAM/OWM is not very accurate. Especially, correlations between TBP-curves and vapour pressures (and molecular weights) for oil fractions cannot be found. \u95 For GNOME a technical document does not exist. \u95 For SIMPAR a first version of a technical document exists but it has not been accepted yet in SIMONA since the module is a beta-release. Considering test results: \u95 Results are very sensitive to the input parameters used in the models (e.g. see differences between SIMPAR-O and SIMPARA results). Thus the existence of a reliable oil databases is a prerequisite for use of these oil-weathering modules. \u95 OWM seems to be most reliable since its oil database is fully based on lab experiments. For ADIOS-2 this is not known and for SIMPAR there is no oil data base, whereas for GNOME it is limited to 6 oils; \u95 However, the OWM model gives much larger oil-in-water dispersion than the other two models, nearly a factor 10 after 1 day of simulation. There is no good explanation for this difference and this needs further investigation. Recommendations: 1. With respect to oil weathering modules: \u95 In general, more research is needed during real operational conditions during oil spill incidents. Especially, for strong wind conditions the models need to be validated. \u95 The present testing of the oil-weathering models should be extended with more oil types. Also the effect of oil fractions on emulsification must be investigated in more detail. \u95 Discussion with SINTEF is required, especially concerning the oil-in-water dispersion results obtained with OWM and DREAM. \u95 Discussion with NOAA is required concerning the quality and openness of the oil data base of ADIOS-2. 2. With respect to coupling to particle tracking module of SIMONA: It would be interesting to couple the SIMPAR algorithm of particle tracking to the DREAM (or OWM) oil weathering module and its data base. SIMPAR has the following advantages: a) SIMPAR has drying and flooding. b) Particle tracks depend on water depth whereas this is neglected in DREAM. In shallow areas this leads to different results (see also de Jong, 2004). c) SIMPAR was validated successfully by Directorate Zeeland with tracer experiments and it is therefore well accepted within Rijkswaterstaat. d) End of 2005 SIMPAR will have a backtracking function. e) In a beta-release of SIMPAR there is 3-dimensional transport including an accurate numerical scheme for vertical diffusion. For simulations of dissolved matter in stratified waters like the Dutch coastal zone this is an important issue.CALPRE

De Veiligheid van de primaire waterkeringen in Nederland: Achtergrondrapport HR2006 voor de Zee en Estuaria

Vanaf januari 1996 is de nieuwe "Wet op de Waterkering" van kracht (WOW, 2002). Middels deze wet is onder andere vastgelegd dat er iedere vijf jaar door de beheerders een toetsing op veiligheid moet plaatsvinden van alle primaire waterkeringen in Nederland. Voor het toetsen op veiligheid is door het ministerie van Verkeer en Waterstaat een voorschrift uitgebracht: "Voorschrift Toetsen op Veiligheid" (VTV '04). Het geeft aan hoe de toetsing moet worden uitgevoerd om de veiligheid van de waterkeringen te kunnen beoordelen. Om de toetsing te kunnen uitvoeren moeten tevens de hydraulische randvoorwaarden bekend zijn. In de Wet op de Waterkering (WOW, 2002) wordt de minister van Verkeer en Waterstaat opgedragen deze beschikbaar te stellen. Bij het bepalen van de hydraulische randvoorwaarden wordt de wettelijke norm voor de veiligheid verdisconteerd. De hydraulische randvoorwaarden worden elke vijf jaar vastgesteld en gepresenteerd in de publicatie "Hydraulische randvoorwaarden voor Primaire Waterkeringen" (HR). De eerste versie van het randvoorwaardenboek is gepubliceerd in 1996, het thans geldende randvoorwaardenboek is vastgesteld en uitgekomen in 2001. Voorliggend rapport dient ter voorbereiding op de eerstvolgende versie (HR2006). Eén van de deelsystemen waarvoor randvoorwaarden moeten worden afgeleid zijn de zoute wateren. Meer specifiek zijn dat de Westerschelde, de Oosterschelde, de Waddenkust, de Zeeuwse Noordzeekust en de Hollandse kust. De hydraulische randvoorwaarden voor deze wateren bestaan voor elk locatie uit een combinatie van de waterstand en enkele relevante golfkarakteristieken (golfhoogte, golfperiode, golfrichting). Dit rapport beschrijft de totstandkoming van de hydraulische randvoorwaarden langs de Nederlandse kust voor HR2006 met als doelstellingen: - Verantwoording afleggen over de kwaliteit en betrouwbaarheid van de gevolgde aanpak; - Opgedane kennis toegankelijk maken middels een naslagwerk voor vervolgprojecten als HR2011 e.a CONCLUSIE Voor de HR2006 is een aantal nieuwe methodieken toegepast om te komen tot betrouwbare hydraulische randvoorwaarden voor de zoute wateren. Deze methodieken gaan uit van een probabilistische aanpak en een derde-generatie golfmodel voor vertaling van golfparameters op diep water naar ondiep water. Gegeven deze nieuwe aanpak kan gesteld worden dat de HR2006 betrouwbaarder zijn dan de HR2001. Voor de Waddenzee is er echter nog geen fundamentele verbetering ten opzichte van de HR2001 bereikt aangezien het golfmodel SWAN hier nog niet kan worden toegepast. Ten opzichte van de HR2001 wordt in sommige gevallen een lagere hydraulische belasting gevonden, bv voor duinen tussen Hoek van Holland en Scheveningen. Voor de overige duinen van de Hollandse kust en Wadden is de golfbelasting echter fors toegenomen

Comparative genome analysis of central nitrogen metabolism and its control by GlnR in the class Bacilli

Background: The assimilation of nitrogen in bacteria is achieved through only a few metabolic conversions between alpha-ketoglutarate, glutamate and glutamine. The enzymes that catalyze these conversions are glutamine synthetase, glutaminase, glutamate dehydrogenase and glutamine alpha-ketoglutarate aminotransferase. In low-GC Gram-positive bacteria the transcriptional control over the levels of the related enzymes is mediated by four regulators: GlnR, TnrA, GltC and CodY. We have analyzed the genomes of all species belonging to the taxonomic families Bacillaceae, Listeriaceae, Staphylococcaceae, Lactobacillaceae, Leuconostocaceae and Streptococcaceae to determine the diversity in central nitrogen metabolism and reconstructed the regulation by GlnR. Results: Although we observed a substantial difference in the extent of central nitrogen metabolism in the various species, the basic GlnR regulon was remarkably constant and appeared not affected by the presence or absence of the other three main regulators. We found a conserved regulatory association of GlnR with glutamine synthetase (glnRA operon), and the transport of ammonium (amtB-glnK) and glutamine/glutamate (i.e. via glnQHMP, glnPHQ, gltT, alsT). In addition less-conserved associations were found with, for instance, glutamate dehydrogenase in Streptococcaceae, purine catabolism and the reduction of nitrite in Bacillaceae, and aspartate/asparagine deamination in Lactobacillaceae. Conclusions: Our analyses imply GlnR-mediated regulation in constraining the import of ammonia/amino-containing compounds and the production of intracellular ammonia under conditions of high nitrogen availability. Such a role fits with the intrinsic need for tight control of ammonia levels to limit futile cycling.Applied Science