景觀水體水生態(tài)模型的比較研究.pdf

1、湖泊的水生態(tài)模型對(duì)于湖泊的現(xiàn)狀、湖泊未來狀況的預(yù)測(cè)和湖泊的生態(tài)修復(fù)等研究具有重要的意義。隨著湖泊內(nèi)部作用機(jī)理研究和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,大量的湖泊水生態(tài)模型不斷涌現(xiàn)。在湖泊水生態(tài)模型的應(yīng)用過程中,選擇模型時(shí)的適用與否、準(zhǔn)確與否,對(duì)于湖泊水生態(tài)模型的模擬效果具有重要的影響。
　　本文以SH景觀湖泊為研究對(duì)象,選取兩種較為新穎的水生態(tài)模型進(jìn)行對(duì)比研究。首先介紹了SH景觀湖泊的地理位置、自然環(huán)境概況、水源和生態(tài)概況。通過在該景觀湖泊中設(shè)

2、置采樣點(diǎn)采集水樣,并且經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室測(cè)定得到景觀湖泊的相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)和水生態(tài)指標(biāo)。通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、查閱相關(guān)文獻(xiàn)和年鑒得到該景觀湖泊的氣象學(xué)和形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù),為后續(xù)水生態(tài)模型的對(duì)比研究提供了基礎(chǔ)資料。
　　其次,對(duì)AQUATOX模型和PAMOLARE模型進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹,并從模型的模擬能力、應(yīng)用現(xiàn)狀、參數(shù)、模型機(jī)理和輸出結(jié)果等方面對(duì)兩種水生態(tài)模型進(jìn)行了理論對(duì)比研究。
　　再次,為了確定模型參數(shù)的變化情況對(duì)于模型模擬結(jié)果的影響程度,本文對(duì)兩種

3、水生態(tài)模型中與氨氮、硝酸鹽氮、總?cè)芙庑粤缀透∮卧孱愑嘘P(guān)的模型參數(shù)進(jìn)行了參數(shù)的敏感性分析,得到各參數(shù)敏感性程度的排序情況:對(duì)于AQUATOX模型,氨氮、硝酸鹽氮和總?cè)芙庑粤鬃蠲舾械膮?shù)均為隱藻的最適溫度,而硅藻、隱藻、綠藻和藍(lán)綠藻最敏感的參數(shù)分別為硅藻的最大光合作用速率、隱藻的最適溫度、綠藻在20℃的呼吸作用速率和藍(lán)綠藻在20℃的呼吸作用速率;對(duì)于PAMOLARE模型,氨氮和硝酸鹽氮最敏感的參數(shù)均為硝化作用的速率,總?cè)芙庑粤椎膮?shù)敏感性大

4、體相同,且敏感性程度均較小,而浮游藻類最敏感的參數(shù)為藻類的最大生長(zhǎng)速率。模型參數(shù)的敏感性分析為后續(xù)模型參數(shù)的優(yōu)化奠定了理論基礎(chǔ)。
　　最后,由于模型參數(shù)的適用性對(duì)模型模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性有重要的影響,為了對(duì)模型的模擬結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確性對(duì)比,對(duì)模型的敏感性參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化至關(guān)重要。本研究利用15組實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)對(duì)兩種水生態(tài)模型中較為敏感的模型參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,得到更加適合SH景觀湖泊的模型參數(shù)。然后,利用另外10組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)參數(shù)優(yōu)化后模型的準(zhǔn)確程度進(jìn)