蒙特卡洛算法在水动力水质模型(DYRESM-CAEDYM)参数优选中的应用

摘要

针对以往生态动力学模型DYRESM-CAEDYM在应用中,多采用手动方法确定参数值时较为费时费力的缺点,引入蒙特卡洛随机抽样算法对模型参数进行自动率定.以广东省大沙河水库为例,选择率定期为2011年11月至2012年2月,利用2012年7月至2012年11月实测水质数据对模型进行验证.结果表明,在率定阶段模型对水温的模拟结果非常好,表层和底层温度的均方根误差(RMSE)分别为3.53℃和2.00℃,相对误差(RE)值均小于0.15;模型对溶氧的模拟结果良好,表层和底层的RMSE值分别为1.23 mg·L-1和1.85 mg·L-1,RE值分别为0.08和0.20.在验证阶段,湿度表层和底层的RMSE分别为2.49℃和1.67℃,RE值均小于0.1;溶氧在表层和底层的RMSE分别为2.15 mg·L-1和0.79 mg·L-1,RE分别为0.17和0.11.因此,经采用蒙特卡洛方法率定后得到的大沙河水库DYRESM-CAEDYM模型参数值较为可靠.