《流域非點源污染分散式模擬的不確定性分析方法研究》是依託北京大學，由鄭一擔任負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：流域非點源污染分散式模擬的不確定性分析方法研究
- 項目負責人：鄭一
- 項目類別：青年科學基金項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我國流域非點源污染的形勢十分嚴峻，非點源污染分散式模擬作為一種先進的管理支撐技術正日益受到重視。由於數據和理論存在缺陷，非點源污染分散式模擬的結果往往具有顯著不確定性，對管理決策產生不利影響，很大程度上限制了分散式模擬的優勢發揮。不確定性是當前水環境研究領域的前沿問題。國際上針對非點源污染分散式模擬的不確定性研究為數尚少，國內相關研究則更為緊缺。本項目將以中國東部亞熱帶季風性濕潤氣候區的典型流域為例，進行三方面研究：（1）建立非點源污染分散式模擬不確定性分析的理論框架，並對各類不確定性來源的量化方法進行創新；（2）開發以管理為導向、以馬爾可夫鏈－蒙特卡羅為採樣技術的模型不確定性分析新方法；（3）對非點源污染分散式模擬不確定性的時空規律進行系統分析，並研究不確定性的削減策略。本次研究將對非點源污染模擬和不確定性分析的理論體系做出創新性補充，其研究成果對於流域非點源污染的管理實踐具有重要的指導意義。
結題摘要
不確定性是當前水環境研究領域的前沿問題。國際上針對非點源污染分散式模擬的不確定性研究為數尚少。本項目針對我國典型的流域非點源污染問題，進行了複雜水環境模型不確定性分析的理論和方法創新，並多方面探討不確定性的削減策略。本研究首次將機率配點法（PCM）套用於非點源污染分散式模擬的不確定性分析，並提出了一種基於方差分解技術的全局敏感性分析新方法PCM-VD。PCM-VD方法能以很低的計算成本完成複雜模型參數敏感性的評價。本研究系統分析了馬爾科夫鏈蒙特卡洛（MCMC）方法在套用於非點源污染分散式模擬時所面臨的問題及其成因，並提出改進方案。本研究建立了流域非點源污染管理的信息價值（VOI）分析框架，並對我國東部流域的實際案例進行了計算與分析。VOI的計算結果可為削減非點源污染模擬與管理中的不確定性提供導向性信息。本研究還通過開展室內模擬實驗，對現有非點源污染模型中的“富集係數（Enrichment Ratio）”假設進行探討，揭示其局限性，並提出削減相關模擬不確定性的建議。本研究所獲得的成果對於完善現有流域非點源污染模型、改善流域水環境監測和管理具有重要的指導意義。
