水环境容量计算不确定性分析与安全区间确定

• 作 者: 吴运敏
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 水环境容量 不确定性 安全区间 水环境模型

水环境容量是污染负荷控制和水质目标管理的重要依据,但是水环境容量的计算过程中存在着众多的不确定性,主要由水环境模型的概化、模型参数的取值以及监测数据误差引起。由于水环境模型不确定性的存在,造成水环境容量计算具有一定的不确定性,因此在进行水环境容量管理时,需要给出相应的安全区间。如果安全区间过小,将增加水环境超标的风险;如果单纯地扩大安全区间,又会导致水环境容量的浪费。研究不确定性的来源,定量表征不确定性大小,确定水环境容量的安全区间,对于科学管理水环境容量具有重要意义。　　
本文以东江干流和主要一级支流为对象,建立了一维水环境模型,根据水文站监测数据和沿河污染源数据,计算了典型水文条件下的CODcr、NH3-N、TP的日水环境容量,分析了水环境容量计算中的不确定性特征,并最终确定了安全区间大小,为基于逐日水环境容量的水质目标管理提供了科学依据。研究取得了如下成果:　　
(1)分析了水环境容量计算中不确定性的主要来源。模型参数和边界条件的不确定性是水环境容量计算中不确定性的主要来源。　　
(2)不同因素不确定性对水环境容量计算不确定性的影响程度不同。以NH3-N逐日水环境容量为例,水动力参数、水质参数、流量边界和水质边界相比,水质边界条件的不确定性对水环境容量计算的影响最大。　　
(3)建立了水环境容量计算中不确定性区间的量化方法。在逐个分析水环境模型参数、水环境模型边界条件等不确定性导致的逐日水环境容量不确定性的基础上,假设各种不确定性因素相互独立,正交求和获得逐日水环境容量综合不确定性区间。