模型参数与边界条件对滇池水质变化的全局敏感性分析
借助湖泊系统模拟可定量地追踪滇池水质的变化过程,而模型输入水质参数和边界条件对机理模型的结果有显著的影响.然而,目前研究主要关注参数或边界条件对模拟结果的敏感性影响,缺乏兼顾模型内部方程参数与外部输入边界条件对结果的影响,并对比分析其相对大小.以滇池为例,通过对其构建的IWIND水质模型中的90个水体参数、83个底泥参数、6个气象边界条件、51个河流输入边界条件进行联合采样,计算叶绿素a、总氮、总磷、氨氮以及溶解氧5种指标的对数纳什系数(现状为基线),并进行Sobol全局敏感性分析,获得滇池的敏感性参数和边界条件.结果表明:通过比较两大类输入数据的全局敏感性,气象边界条件敏感性最大,其次是水体参数、底泥参数,河流输入边界条件敏感性最小.其中气象敏感边界条件是风速、气压、气温、相对湿度、辐射且风速敏感性最大,水体敏感水质参数主要是藻类代谢及生长过程、碳循环碳矿化过程、氧循环复氧过程与温度相关的参数(KTG2d、TRc;KTMNL;KTR),惰性颗粒态有机物沉降速率(WSrp).底泥敏感参数主要是第二层泥沙浓度(rM2)、底泥中有机碳降解过程中温度相关系数(ThKC1)、惰性颗粒态有机碳转化为底泥不同活性的有机物比例(FCRP2).新宝象河、盘龙江、海河敏感性与其流量和负荷呈正相关,但不同河流对滇池不同区域的水质影响有一定差异.本研究识别出的敏感参数和边界条件有助于提升模型的精确度,对水质模型的模拟研究有重要价值.
滇池、水质模拟、敏感性分析、Sobol法
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X522(水体污染及其防治)
国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家重点研发计划;十三五规划项目;国家自然科学基金
2022-06-24(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)
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384-394