基于四維變分同化法的巢湖流域南淝河水質(zhì)模擬*

賴錫軍，何國(guó)建

(1：中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所，流域地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210008) (2：清華大學(xué)水利水電工程系，水沙科學(xué)與水利水電工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100084)

采用數(shù)學(xué)模型模擬河流水質(zhì)過(guò)程是診斷和預(yù)測(cè)河流水環(huán)境問(wèn)題的重要手段[1]. 當(dāng)前，河流水質(zhì)模型已被廣泛應(yīng)用于面向流域水環(huán)境系統(tǒng)的科學(xué)研究、工程規(guī)劃和管理決策等方面，已成為流域水環(huán)境管理不可或缺的手段[2]. 在應(yīng)用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型模擬和預(yù)測(cè)河流水環(huán)境過(guò)程時(shí)，需要完整的邊界條件和初始條件信息以及可靠的模型參數(shù). 然而，由于實(shí)際河流的復(fù)雜性，開(kāi)展河流水質(zhì)模擬分析時(shí)常常難以全面收集到河流水質(zhì)初始條件和邊界條件等定解資料. 特別是入河污染負(fù)荷，因其由點(diǎn)面源污染綜合產(chǎn)生，具有過(guò)程復(fù)雜、不確定性大等特點(diǎn)，是影響水質(zhì)模擬精度的重要不確定性源[3]. 當(dāng)前，我國(guó)對(duì)于大型工業(yè)企業(yè)、污水處理廠等大型排口有較好的監(jiān)測(cè)，可較準(zhǔn)確地獲取其排放過(guò)程，但是對(duì)于一些小型排口、地表漫流以及地下水滲入等，其入河規(guī)模和位置等情況都難以準(zhǔn)確估計(jì). 這些缺失的或者具有高度不確定性的污染負(fù)荷數(shù)據(jù)使常規(guī)的河流水質(zhì)模型運(yùn)行缺少了必要的準(zhǔn)確可靠的輸入數(shù)據(jù)，導(dǎo)致常規(guī)方法不再有效. 考慮到當(dāng)前河流關(guān)鍵斷面水質(zhì)濃度有相對(duì)完整的觀測(cè)資料，值得思考如何更好地去利用這些數(shù)據(jù)，探求河流水質(zhì)模擬的新方法，為污染負(fù)……