城市非点源污染模型研究进展

回顾了城市非点源污染模型的发展历史,分析了能够模拟城市非点源污染的7个国外模型(SWMM、STORM、SLAMM、HSPF、DR3M-QUAL、MOUSE和HydroWorks)的特点、适用性和局限性,介绍了国外城市非点源污染模型不确定性研究方法和成果以及城市非点源污染分析概率模型,总结了国内城市非点源污染模型的研究成果.指出国外城市非点源污染模型在污染物累积和冲刷、泥沙和污染物运移、污染物的生化反应等方面模拟能力不足,而国内城市非点源污染模型多是经验模型,模拟面积较小,模拟精度较差.提出未来城市非点源污染模型研究应提高泥沙和污染物的模拟能力,探索无资料和不完全信息下城市非点源污染的模拟和预测,加强城市非点源污染随机性模型的研究,发展城市非点源污染模型与GIS的耦合应用.     

环境模型参数识别与不确定性分析

在对水文模型实例的参数不确定性分析基础上,分别采用传统灵敏度分析方法、HSY算法、线性回归等方法对模型参数特性进行了识别与比较研究.结果表明参数优化算法与传统灵敏度分析方法不能解释模型结构复杂性特征,采用不确定性分析方法对环境模型参数进行识别提供了深入分析与理解模型系统的有效途径.     

区域水环境污染预警系统的建立

深入分析水环境污染预警系统的目的，结构，实现以及各子系统的耦合，提出区域水环境污染预警系统应由区域内多个主要预警中心组成，每个预警中心包括通讯子系统，技术支持子系统，应急风险分析和决策支持子系统等。区域水环境污染预警系统的实现由实时处理和离线处理2个部分组成，前者包括现场流量，蒸发，降雨实时信息的收集，数据的传递和接收，预警模型计算和输出，决策管理，后者包括历史数据和区域特征输入，预警模式选择；参数率定等。目前建立预警系统面临的主要困难在于实时信息的获取和系统不确定性分析方法，相应地，对系统的持续改进也就是要加强信息交流，提高模型的识别能力，扩展系统的评价与决策功能等。     

流域非点源分布式模型AnnAGNPS参数的不确定性研究

流域非点源分布式模型的不确定性研究成为目前的热点问题之一。本研究以宁波市章溪河流域为研究区,通过GIS软件AreView和AnnAGNPS模型,集成利用莫里斯分类筛选法,选取临界源面积、SCS曲线系数、水土保持因子、饱和导水率、氮磷吸收率、施肥量等6个因子进行敏感性分析。模拟结果表明,土壤饱和导水率、水土保持因子和径流曲线CN值对模型输出结果影响较大;水土保持因子对泥沙、总磷和总有机碳负荷的模拟结果影响最大,均呈显著负效应;径流曲线CN值对总氮负荷计算结果影响最大,呈显著正效应。     

洞穴次生化学碳酸盐沉积物-石笋的气候替代指标的意义与不确定性因素

洞穴次生化学碳酸盐(CaCO3)沉积物-石笋、钙华和流石,是一个具有丰富的陆地古气候信息的档案库。洞穴碳酸盐(CaCO3)-石笋古环境重建常用的代用指标有碳、氧稳定同位素、生长速度、纹层厚度和灰度、有机质荧光、微量元素等,利用多种替代指标的环境解译,增加了古气候环境重建的可靠性。本文从测年方法和石笋年代学的研究入手,对石笋的生长速度,沉积速率、纹层厚度、稳定同位素、微量元素等各代用指标指代的气候意义进行了简述,同时,也对洞穴次生化学碳酸盐(CaCO3)沉积物-石笋中各单一代用指标存在的不确定性影响因素进行了探讨。因此,我们认为洞穴动态监测可为洞穴碳酸盐(CaCO3)沉积物的各替代指标的解译提供可靠的依据,充分利用现代洞穴监测的碳酸盐(CaCO3)沉积物的各替代指标,并与现代器测气象资料进行相互对比、并用以校正,是精确或定量解释石笋气候替代指标的关键。     

半干旱半湿润地区HSPF模型水文模拟及参数不确定性研究

本研究选取半干旱半湿润地区北京妫水河流域2005—2007年和2008年月径流数据为率定期和验证期,建立HSPF水文模型进行径流模拟,结合人工率定和PEST自动率定程序进行参数优选,并通过GLUE方法分析模型参数不确定性.通过Monte-Carlo随机采样得到30000组参数组合,分析参数与似然值散点图,把参数分为敏感参数(LZSN、AGWRC)、区间敏感参数(BASETP)和不敏感参数(AGWETP、INFILT、CEPSC、DEEPFR、UZSN、INTFW、IRC).针对比较敏感的参数LZSN、AGWRC和BASETP分析其相关性,发现LZSN和AGWRC相关性较强.模型存在大量"异参同效"现象,表明影响结果的是参数组合而不是单一参数.进一步计算90%置信度下的不确定性范围,发现不确定性范围与径流大小密切相关,径流愈大其不确定性范围愈大,反之亦然.本文对参数不确定的分析研究可为HSPF模型在区域尺度水文预测等提供参考和依据.     

最大日负荷总量(TMDL)技术在农业面源污染控制与管理中的应用与发展趋势

介绍了美国最大日负荷总量(total maximum daily load, TMDL)计划的基本内容、基本原理和实施步骤,综述了TMDL计划在国内外实施中常用的流域模型,如SWAT、HSPF和AnnAGNPS模型的研究进展,以及TMDL计划中使用的最佳管理措施(BMPs)及TMDL不确定性分析方面的研究现状.最后,提出了TMDL技术的发展方向,结合我国环境保护和总量控制技术体系现状,展望了TMDL技术在我国农业面源污染控制与管理中的应用前景.     

气候政策研究中的数学模型评述

按照成本分析和综合分析2个层次，分别介绍了投入产出模型、可计算一般均衡模型、宏观计量经济模型、工程经济模型、动态能源优化模型、能源系统模拟模型、综合评估模型等不同模型方法的特点及其在气候政策分析中的应用。指出可计算一般均衡模型是应用得最为广泛的方法之一。概括了气候政策模型研究的4个发展趋势，包括加强综合评估模型的应用、扩展成本与效益的内涵、注重不同模型之间的比较、强调不确定性分析。结果中国研究现状，分析了当前面昨的问题，认为国内气候政策模型研究与中国在国际气候变化领域的地位仍不相称，强度要进一步加强研究队伍建设、扩展研究领域、跟踪国际研究前沿问题，以便为国家的气候谈判政策提供更有效的科学依据和决策支持。     

基于MCMC方法的SWMM模型参数不确定性分析

基于贝叶斯理论,采用马尔科夫链蒙特卡罗法的差分演化自适应Metropolis算法,即MCMC-DREAM算法,对SWMM模型水量参数及输出的不确定性进行了系统分析。研究结果表明:在模型模拟过程中,不透水区面积比率和管道曼宁系数对模型的模拟结果具有较大的影响,不确定性较小,而其他参数不确定性较大,是水量模拟参数不确定性的主要来源。参数不确定性是造成模型输出不确定的主因。径流峰值模拟最容易产生偏差,是模型输出不确定性的主要来源,提高峰值的模拟精度将有效地提高模型整体的模拟效果。     

风险分析基本方法探讨

面对未来不利事件的不确定性,对其情景的认识只能进行风险分析。人们研究出了许多的风险分析方法,但基本方法只有5种:发生概率计算法、暴露评价法、危险辨识法、期望值计算法和经验合成法。它们的共同点是:(1)明确具体风险内涵,框定风险问题涉及的系统;(2)涉及风险源、影响和后果;(3)进行不确定意义下的量化分析。由此我们总结出风险分析基本原理,并确认了自然灾害风险分析基本原理和自然灾害风险分析的基本模式。