三峽庫區(qū)支流水質(zhì)季節(jié)變化模擬的參數(shù)敏感性分析：以草堂河為例.pdf

1、水質(zhì)模型中參數(shù)敏感性分析旨在確定模型中各參數(shù)對(duì)模型精度的影響，精簡(jiǎn)模型中大量參數(shù)，這對(duì)提高模型運(yùn)算效率及模擬精度，確定模型中參數(shù)范圍具有積極作用。本文在對(duì)與參數(shù)敏感性分析相關(guān)文獻(xiàn)的學(xué)習(xí)和分析基礎(chǔ)上，以三峽庫區(qū)典型支流革堂河為例，對(duì)草堂河中葉綠素與營(yíng)養(yǎng)鹽的時(shí)空分布進(jìn)行歸納，建立相應(yīng)的箱式水質(zhì)模型，并分別利用局部敏感性分析方法(擾動(dòng)法)和全局敏感性分析方法(Sobol指數(shù)法)對(duì)模型中相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：

2、⑴水體中全年葉綠素濃度一般在春秋季節(jié)較高，且主要分布在水體表層;研究區(qū)域水體中不同營(yíng)養(yǎng)鹽的沿程分布規(guī)律不同;對(duì)比發(fā)現(xiàn)水華暴發(fā)與水體中營(yíng)養(yǎng)鹽和溶解氧分布存在某種相關(guān)性，卻并不是單一與穩(wěn)定的相關(guān)關(guān)系，這說明了水華暴發(fā)原因具有隨機(jī)性和復(fù)雜性。⑵研究中建立與研究區(qū)域相對(duì)應(yīng)的箱式水質(zhì)模型，其中包括模型的生態(tài)學(xué)部分及庫灣物質(zhì)交換部分。以水體中葉綠素濃度為例對(duì)模型進(jìn)行了校驗(yàn):除3月份及8月份模擬誤差較大外，其他月份效果較好，模型總體模擬結(jié)果相對(duì)合理。

3、⑶研究利用不同分析方法分析了目標(biāo)函數(shù)分別為水體中葉綠素濃度及溶解氧濃度時(shí)模型中相關(guān)參數(shù)的參數(shù)敏感性，并發(fā)現(xiàn)在兩種分析方法中參數(shù)敏感性分析結(jié)果存在較大差異，除參數(shù)敏感性級(jí)別不同外，其變化規(guī)律也不相同，這說明參數(shù)間的交互作用對(duì)模型中參數(shù)敏感性的影響不可忽視。⑷兩種分析方法中，目標(biāo)函數(shù)不同，同一參數(shù)對(duì)模型輸出結(jié)果的影響程度不同;對(duì)同一目標(biāo)函數(shù)中的同一參數(shù)，其參數(shù)敏感性級(jí)別也會(huì)在不同時(shí)期發(fā)生改變。模型中的目標(biāo)函數(shù)不同時(shí)，各參數(shù)的敏感性級(jí)別及其隨

4、時(shí)間的變化規(guī)律并不相同，這說明在同一水質(zhì)模型中，輸出目標(biāo)不同時(shí)，在調(diào)試模型參數(shù)時(shí)需要針對(duì)具體問題進(jìn)行分析。⑸在對(duì)模型中參數(shù)進(jìn)行率定時(shí)，模型中與浮游植物生長(zhǎng)過程直接相關(guān)的生長(zhǎng)率、死亡率、呼吸率等參數(shù)，與生長(zhǎng)環(huán)境相關(guān)的光照、水溫等參數(shù)是對(duì)模型輸出結(jié)果影響較大參數(shù)，在進(jìn)行參數(shù)率定時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮。⑹對(duì)模型中參數(shù)敏感性變化與水體中生態(tài)要素的季節(jié)變化進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)各參數(shù)敏感性與水體中各生態(tài)要素正負(fù)相關(guān)性不同;在不同目標(biāo)函數(shù)下，同一參數(shù)與水體中生