1　基本思路与原理

自然界的水质变化，既服从于确定性规律，也受非确定性因素的影响，且前者往往是主要的、基本的。因此，在模拟水质变化时，合理的方法应该是针对这一事实，在确定性水质模型基础上，同时考虑随机性因素的影响和作用。水质变化的确定性规律，可根据水流连续性原理、能量守恒原理，物质平衡原理和物理、生化反应定律等推导的确定性水质模型描述，它反映河流水质迁移、转化的基本规律和系统内在的必然联系。有许多专著可供参考，例如Street-phelps BOD-DO模型、O′connor BOD-DO模型等。影响水质变化的许多过程具有随机性，例如河川径流、水体温度、水生动植物种群与数量等，具有明显的年际、年内随机性变化，污染源的流量、浓度，甚至水质参数也存在一定程度的随机波动，从而引起水质的随机性变化。这些变化过程可采用随机模拟方法推求，例如用随机水文学方法模拟河川径流[5]。因此，我们可以依实际情况和需要，首先分别建立确定性水质模型和有关影响因素的随机模拟模型，然后将随机模拟的有关影响因素的变化过程同步地输入确定性模型，从而模拟出一个长序列的水质浓度过程。对此统计分析，绘出浓度概率分布曲线，可看出超过某一浓度的持续时间长短和机会大小，从而为水质规划提供丰富的决策信息。