周 剛， 熊勇峰,2， 呼婷婷， 白 靜， 陳振宇,2

1.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院， 北京 100012

2.重慶交通大學(xué)河海學(xué)院， 重慶 400074

水環(huán)境模型是開展水污染防治和水環(huán)境管理工作的必備工具，也是環(huán)境管理決策的重要依據(jù). 因此，水環(huán)境模型的科學(xué)性、可靠性、易用性尤為重要，然而由于不同模型在原理、功能、結(jié)構(gòu)、算法以及適用范圍等方面存在非一致性，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果差異顯著，無法相互借鑒、參考與比較，影響了水環(huán)境管理決策的有效性和科學(xué)性. 為了更好地發(fā)揮模型的職能，減少因采用的模型差異而造成差別管理等不公平因素，應(yīng)當(dāng)建立科學(xué)的模型篩選制度和評(píng)價(jià)體系.

美國(guó)環(huán)境保護(hù)局(US EPA)在廣泛開發(fā)和使用水質(zhì)模型方面一直處于領(lǐng)先地位，除了資助開發(fā)和應(yīng)用模型外，還制定了大量有關(guān)環(huán)境模型開發(fā)、評(píng)價(jià)和應(yīng)用的技術(shù)導(dǎo)則或指南[1-2]，促進(jìn)了環(huán)境模型的規(guī)范化和系統(tǒng)化. 美國(guó)環(huán)境保護(hù)局研究與開發(fā)辦公室以及健康與環(huán)境評(píng)價(jià)辦公室[3]開發(fā)了包含13個(gè)地表水模型共70個(gè)模型的暴露模型庫及綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng). 在美國(guó)環(huán)境保護(hù)局資助下，Tetra Tech公司[4-5]為流域評(píng)估和TMDL計(jì)劃提供了包含22個(gè)受納水體模型共46個(gè)模型的模型評(píng)價(jià)特征表及選擇標(biāo)準(zhǔn)，以評(píng)估表格的形式對(duì)65個(gè)可用于TDML模型的模擬能力、適用性等20項(xiàng)信息進(jìn)行了詳細(xì)的評(píng)估對(duì)比. Water Environment Research Foundation[6]為了幫助模型用戶在解決具體問題時(shí)選擇合適的水質(zhì)建模工具，從解決問題、分析層次、時(shí)間表達(dá)、空間維度、適用水體類型等方面對(duì)約150個(gè)模型的可用性和適用性進(jìn)行了詳細(xì)評(píng)估. 其他機(jī)構(gòu)如美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)水資源中心[7](US ACE)從模型名稱、聯(lián)系信息、易獲取性、說明文檔、電腦配置、模擬能力和應(yīng)用歷史等方面對(duì)水資源規(guī)劃和管理應(yīng)用中的39個(gè)模型進(jìn)行了分類和評(píng)價(jià).

歐洲方面，2003年，Arheimer等[8]向歐洲的水力學(xué)及水環(huán)境方面的專家和權(quán)威機(jī)構(gòu)發(fā)放了154份調(diào)查問卷，結(jié)合文獻(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)調(diào)研工作，整理了37個(gè)常用水環(huán)境質(zhì)量模型在歐洲的應(yīng)用情況，并介紹了應(yīng)用于歐洲的決策支持系統(tǒng)與正在進(jìn)行模型的比較工作. 2008年，歐洲環(huán)境署[9](EEA)發(fā)布了《modelling environmental change in Europe: towards a model inventory (SEISForward)》. 該報(bào)告從環(huán)境模型在環(huán)境涵蓋主題，地理范圍和各自模型結(jié)構(gòu)分析的特征方面詳述了目前可用于模擬歐洲環(huán)境變化的80多個(gè)模型工具.

國(guó)內(nèi)模型評(píng)價(jià)方面，2014年黃河水利科學(xué)研究院 的“黃河水沙數(shù)學(xué)模型評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用示范”項(xiàng)目[10]，首次提出了黃河水沙數(shù)學(xué)模型評(píng)價(jià)的功能指標(biāo)和性能指標(biāo)體系，構(gòu)建了完備的模型評(píng)價(jià)案例庫，建立了多層次多指標(biāo)耦合評(píng)價(jià)方法，制定了《黃河數(shù)學(xué)模型評(píng)價(jià)辦法》，為模型應(yīng)用于黃河水沙問題提供了指導(dǎo). 2015年，楊研等[11]基于文獻(xiàn)調(diào)研和數(shù)值試驗(yàn)方法提出了地表水環(huán)境質(zhì)量模型評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)價(jià)方法，建立了水動(dòng)力學(xué)模型評(píng)價(jià)體系，并以ELCIRC模型為例進(jìn)行了應(yīng)用研究，但沒有涉及水環(huán)境問題，不能作為水環(huán)境模型評(píng)價(jià)的依據(jù).

水環(huán)境模型種類繁多，水質(zhì)模型也稱為受納水體模型，特指描述水體中物質(zhì)混合、輸移、轉(zhuǎn)化規(guī)律的數(shù)學(xué)模型的總稱，包括常規(guī)污染物(氧平衡，營(yíng)養(yǎng)鹽富營(yíng)養(yǎng)化，病原菌)輸運(yùn)模型和有毒化學(xué)物質(zhì)輸運(yùn)模型. 該研究在模型生命周期分析的基礎(chǔ)上，通過文獻(xiàn)調(diào)研、網(wǎng)絡(luò)調(diào)研和專家咨詢等方法，提出模型評(píng)價(jià)技術(shù)框架，針對(duì)水質(zhì)模型建立綜合評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法，并進(jìn)行案例應(yīng)用.

1 技術(shù)框架

模型質(zhì)量是一個(gè)只有在某個(gè)特定的模型應(yīng)用中才有意義的屬性，也就是說，一個(gè)模型不可能解決所有環(huán)境問題，而只能應(yīng)用于解決特定的一個(gè)或多個(gè)問題. 因此，模型評(píng)價(jià)就需要了解和遵循模擬過程的生命周期. 模擬過程的生命周期分3個(gè)步驟[1]：①模型需求分析. 通過系統(tǒng)分析確定模型需要解決的環(huán)境決策問題、明確目標(biāo)、成本及輸出結(jié)果的質(zhì)量指標(biāo)，從而決定模型具體需求以及判斷已有的模型是否可以達(dá)到預(yù)期的目標(biāo). ②模型開發(fā). 在已有模型不能適用的條件下，開發(fā)一個(gè)可以用于具體研究對(duì)象的新模型. ③模型應(yīng)用. 應(yīng)用一個(gè)已有模型(通過比較評(píng)價(jià)選擇已有模型)或一個(gè)新開發(fā)的模型.

從圖1可以看出，模型評(píng)價(jià)是模擬過程生命周期中不可或缺的組成部分，貫穿于模擬開發(fā)與應(yīng)用的全過程. 該過程不斷重復(fù)，直到模型結(jié)果可以解決所有預(yù)定目標(biāo)且滿足必需的標(biāo)準(zhǔn)為止.

在分析模擬過程及文獻(xiàn)調(diào)研基礎(chǔ)上，該研究提出了模型評(píng)價(jià)的技術(shù)體系框架，如圖2所示.

a) 建立已有可獲取的地表水環(huán)境模型庫，根據(jù)模型分類分別篩選不同的模型，如水動(dòng)力模型、泥沙模型、水質(zhì)模型、水生態(tài)模型和流域(負(fù)荷)模型等，根據(jù)模型綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)及方法進(jìn)行分類模型綜合評(píng)價(jià)(評(píng)價(jià)指標(biāo)I)，即該文研究重點(diǎn).

b) 針對(duì)具體的實(shí)際應(yīng)用時(shí)，初步篩選可以用于解決該環(huán)境問題的備選模型，根據(jù)研究問題進(jìn)行應(yīng)用分類模型詳細(xì)評(píng)價(jià)(評(píng)價(jià)指標(biāo)Ⅱ)，判斷現(xiàn)有模型是否能夠滿足模擬的需求.

c) 如果現(xiàn)有模型不能滿足模擬需求，則需要改進(jìn)或是重新開發(fā)新的模型，新開發(fā)模型必須完成內(nèi)部評(píng)估(評(píng)價(jià)指標(biāo)A)和外部評(píng)估(評(píng)價(jià)指標(biāo)B)之后進(jìn)行模型應(yīng)用，如果專家審核評(píng)價(jià)未通過，則修改完善模型，直到滿足需求為止，通過審核后則編入地表水環(huán)境模型庫.

d) 如果現(xiàn)有模型可滿足模擬需求，則直接利用已有成熟模型進(jìn)行應(yīng)用，此時(shí)只需通過外部評(píng)估方式，完成模型應(yīng)用評(píng)審.

圖1 模擬過程生命周期

圖2 模型評(píng)價(jià)技術(shù)框架

內(nèi)部評(píng)估和外部評(píng)估，主要區(qū)別在于內(nèi)部評(píng)估是由模型開發(fā)者和使用者進(jìn)行的評(píng)估，外部評(píng)估由不直接參與模型開發(fā)和應(yīng)用的第三方機(jī)構(gòu)或?qū)＜疫M(jìn)行評(píng)估，但評(píng)價(jià)指標(biāo)A和評(píng)價(jià)指標(biāo)B基本一致，主要評(píng)估模型的科學(xué)合理性問題、可用數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題、與真實(shí)系統(tǒng)的近似程度及模型的適用性問題. 評(píng)價(jià)指標(biāo)A必須進(jìn)行解析解和實(shí)際案例測(cè)試，評(píng)價(jià)指標(biāo)B對(duì)已測(cè)試案例測(cè)試進(jìn)行復(fù)核并根據(jù)需要增加案例測(cè)試. 評(píng)價(jià)指標(biāo)A和B包括定性指標(biāo)(如評(píng)估模型原理、算法結(jié)構(gòu)、參數(shù)設(shè)置、模型數(shù)據(jù)及軟硬件架構(gòu)是否滿足模型模擬的目標(biāo)和質(zhì)量要求)和定量指標(biāo)(如模型的案例驗(yàn)證測(cè)試，參數(shù)敏感性分析和不確定分析等). 需要說明的是，在一種全新的模型初次應(yīng)用之前，應(yīng)當(dāng)由同行進(jìn)行科學(xué)地評(píng)審，對(duì)于隨后的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)考慮到科學(xué)技術(shù)復(fù)雜性以及或者在特定條件下的新穎性，確定是否需要進(jìn)一步的同行評(píng)審，為了節(jié)省資源，應(yīng)當(dāng)避免重復(fù)進(jìn)行“類似”應(yīng)用的同行評(píng)審. 同行評(píng)審過程和要素可參考文獻(xiàn)[1].

2 評(píng)價(jià)指標(biāo)

2003年，美國(guó)環(huán)境保護(hù)局科學(xué)政策委員會(huì)[12]指出，科技信息質(zhì)量評(píng)價(jià)需要考慮可靠性、適用性與實(shí)用性、清晰度與完整性、不確定性與可變性、評(píng)估與審查5個(gè)評(píng)估因素. Jadhav等[13]指出，模型軟件評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)主要有功能性、可靠性、可用性、效率、可維護(hù)性和可移植性. 綜合考慮模型特點(diǎn)及評(píng)價(jià)指標(biāo)的科學(xué)性、代表性、可操作性，該研究提出了包含目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層共3層指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，如表1所示.

表1 地表水水質(zhì)模型的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)

準(zhǔn)則層包括通用性、可靠性、友好性、先進(jìn)性和易用性，通用性反映的是模型軟件的適用性及擴(kuò)展性，包括水體類型、狀態(tài)變量、時(shí)空緯度、邊界條件、運(yùn)行環(huán)境等；可靠性體現(xiàn)的是模型軟件的科學(xué)合理性和軟件穩(wěn)健性，包括數(shù)學(xué)模型理論框架所包含的污染物物理、化學(xué)和生物關(guān)鍵過程的詳細(xì)程度，數(shù)值格式穩(wěn)定性，求解方法精度等；友好性反映的是模型軟件界面設(shè)計(jì)的美觀程度、人機(jī)交互的友好程度和代碼的可讀性等，包括共享程度、技術(shù)文檔和有無界面等；先進(jìn)性體現(xiàn)的是模型軟件的先進(jìn)技術(shù)和方法的應(yīng)用程度，如網(wǎng)格系統(tǒng)、加速技術(shù)和自動(dòng)率定等；普及性體現(xiàn)的是模型的開發(fā)歷史及應(yīng)用普及程度，如應(yīng)用歷史、交流平臺(tái)和文獻(xiàn)數(shù)量等；易用性體現(xiàn)的是模型軟件學(xué)習(xí)應(yīng)用過程中的難易程度，如經(jīng)驗(yàn)需求、時(shí)間需求和數(shù)據(jù)需求.

3 評(píng)價(jià)方法

評(píng)價(jià)是一個(gè)多準(zhǔn)則決策問題，它是指對(duì)可用的備選方案進(jìn)行偏好決策，主要的評(píng)價(jià)方法有層次分析法[14-15]、加權(quán)平均法[16]、模糊評(píng)分法[17]等，該研究采用層次分析法分析軟件yaahp，結(jié)合專家打分法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重(見表1).

指標(biāo)層取值確定方法如表2所示，首先計(jì)算指標(biāo)層各項(xiàng)指標(biāo)的值和權(quán)重，然后加權(quán)求得準(zhǔn)則層指標(biāo)的值，最后通過準(zhǔn)則層指標(biāo)的權(quán)重和指標(biāo)值加權(quán)求得目標(biāo)層指標(biāo)值，即為模型軟件綜合評(píng)價(jià)得分，也可以直接通過指標(biāo)層取值和指標(biāo)層要素對(duì)目標(biāo)層權(quán)重值加權(quán)取得，范圍為0～100分.

表2 指標(biāo)取值說明

4 案例應(yīng)用

該研究以國(guó)內(nèi)外常用的水質(zhì)模型，即HEC-RAS、MIKE11、CE-QUAL-W2、WASP、EFDC和Delft3D模型為例，進(jìn)行水質(zhì)模型的綜合評(píng)價(jià).

HEC-RAS模型[18-21]由美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)水文工程中心(HEC)研發(fā)，第一個(gè)版本HEC-RAS 1.0于1995年7月發(fā)布，最新版本是2019年3月發(fā)布的5.07版，有軟件界面，免費(fèi)獲取，官網(wǎng)地址為https:www.hec.usace.army.mil，可以進(jìn)行恒定流水面線計(jì)算、一維二維非恒定流模擬、一維泥沙輸運(yùn)及動(dòng)床模擬、一維水溫及常規(guī)水質(zhì)(營(yíng)養(yǎng)鹽)模擬. 該模型適用于枝狀河流、環(huán)狀河流、河口及湖庫水體類型，主要應(yīng)用于洪水分析、潰壩模擬、河道整治、橋墩沖刷和常規(guī)污染物輸運(yùn).

MIKE11模型[22-24]由丹麥水利研究所(HDI)研發(fā)，最早發(fā)布于1970年，時(shí)稱System11模型，現(xiàn)稱為MIKE HYDRO River模型，有軟件界面，商業(yè)購(gòu)買，官網(wǎng)地址為https:www.mikepoweredbydhi.com，可以進(jìn)行一維的非恒定流模擬、黏性沙與非黏性沙輸運(yùn)模擬、水質(zhì)模擬. 該模型適用于內(nèi)陸地表水系統(tǒng)如河流、河道、河口及水庫水體類型，主要應(yīng)用于洪水預(yù)報(bào)、水庫調(diào)度、防洪措施分析、灌溉及排水系統(tǒng)分析、河道設(shè)計(jì)、潮汐風(fēng)暴潮研究以及水質(zhì)和泥沙輸運(yùn)等.

CE-QUAL-W2模型[25-26]由美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)水道試驗(yàn)站(WES)水質(zhì)模擬小組和美國(guó)波特蘭州立大學(xué)研發(fā)，最初的模型叫做LARM模型，由Edinger和Buchak(1975年)開發(fā)，1986年發(fā)布CE-QUAL-W2模型的1.0版本，最新版本為2020年6月發(fā)布的4.2.1版本，既提供軟件界面也提供源代碼，官網(wǎng)地址為http:www.ce.pdx.eduw2，可以進(jìn)行一維或垂向二維的水動(dòng)力和水質(zhì)模擬. 因?yàn)樵撃Ｐ图僭O(shè)橫向均勻性，因此最適用于模擬長(zhǎng)窄水體的縱向和垂向水質(zhì)梯度的變化，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于河流、湖泊、水庫、河口等水體的水溫、鹽度、DO和藻類、營(yíng)養(yǎng)鹽等模擬分析. 官網(wǎng)顯示該模型已在全球116個(gè)國(guó)家得到應(yīng)用，積累2 378個(gè)案例應(yīng)用.

WASP模型[27-29]由美國(guó)Hydorscience公司(現(xiàn)為Hydroqual公司)的Di Toro等于1981年開發(fā)并于1983年初次發(fā)布，此版本無水動(dòng)力計(jì)算程序. 1986年，由美國(guó)環(huán)境保護(hù)局支持并發(fā)布WASP 3.0版本，包括水動(dòng)力模型DYNHYD3，之后陸續(xù)發(fā)布不同版本，至2019年4月發(fā)布最新8.32版本，官網(wǎng)下載地址為https:www.epa.govceamwater-quality-analysis-simulation-program-wasp. 該模型在河流、水庫、湖泊、濕地、海洋和城市景觀水等不同水體中都得到廣泛應(yīng)用，其中河流應(yīng)用最為普遍，其次是湖庫應(yīng)用. 主要應(yīng)用方向?yàn)槟M和預(yù)測(cè)污染物在水環(huán)境中的行為、水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)、水環(huán)境容量計(jì)算和水質(zhì)預(yù)警預(yù)報(bào)等.

EFDC模型[30-31]由美國(guó)環(huán)境保護(hù)局(US EPA)支持研發(fā)，最早是美國(guó)弗吉尼亞海洋研究所John M. Hamrick博士于1988年開發(fā)，官網(wǎng)地址為https:www.epa.govceamenvironmental-fluid-dynamics-code-efdc，最新版本為2007年9月發(fā)布EPA version 1.01版本，免費(fèi)獲取. 自1998年以來，DSI公司為EFDC模型程序提供改進(jìn)，現(xiàn)稱為EFDC+模型，最新版本為10.2，需要商業(yè)購(gòu)買. 該模型包括一維、二維和三維的水動(dòng)力以及泥沙輸運(yùn)、物質(zhì)輸移、水質(zhì)動(dòng)態(tài)變化、沉水植物和底泥沉積成巖等模塊，廣泛應(yīng)用于河流、水庫、湖泊、濕地、河口、海岸和海岸等水體，應(yīng)用領(lǐng)域集中在環(huán)境評(píng)價(jià)、方案決策和總量分配等方面.

Delft3D模型[32-33]由荷蘭代爾夫特水力研究所20世紀(jì)80年代開始研發(fā)，自2011年開始，Delft3D模型逐步分模塊開源并轉(zhuǎn)向基于非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格模型開發(fā)，2018年推出了Delft3D-FLOW 6.03，是目前世界上最為先進(jìn)的三維水動(dòng)力-水質(zhì)模型系統(tǒng)之一，既有軟件也有源代碼，官網(wǎng)地址為https:oss.deltares.nlwebdelft3d. 該模型包括水動(dòng)力、波浪、水質(zhì)、顆粒跟蹤、生態(tài)、動(dòng)力地貌和泥沙輸移模塊，自帶豐富的水質(zhì)和生態(tài)過程庫，可用于模擬河流、湖庫、河口、近海和海洋等水體一維、二維或三維的水流流動(dòng)以及波浪運(yùn)動(dòng)、水質(zhì)演變、生物作用和泥沙輸運(yùn)等. 官網(wǎng)顯示至今已有24 000多用戶加入Deltares開源社區(qū)，5 000多用戶加入Delft3D領(lǐng)英群，已發(fā)表8 000多篇相關(guān)文獻(xiàn).

國(guó)內(nèi)應(yīng)用市場(chǎng)上，HEC-RAS、MIKE11、CE-QUAL-W2、WASP、EFDC和Delft3D模型應(yīng)用比較廣泛且各有側(cè)重，中國(guó)知網(wǎng)“篇關(guān)摘”搜索文章數(shù)量分別為334、631、70、399、402和384篇，均有微信群和QQ群，也有相應(yīng)的培訓(xùn)課程. HEC-RAS模型更多的應(yīng)用于一維和二維河流洪水演進(jìn)、潰壩分析、水面線計(jì)算分析、閘壩調(diào)度和河道治理等方向，因水質(zhì)功能開發(fā)起步較晚，國(guó)內(nèi)應(yīng)用相對(duì)較少. MIKE11模型除了HEC-RAS模型的應(yīng)用之外，更多的應(yīng)用于河流或平原河網(wǎng)區(qū)水環(huán)境容量分析、水生態(tài)修復(fù)方案優(yōu)選、污染物總量控制、水質(zhì)改善方案評(píng)估、水污染事故模擬和預(yù)警等方向. CE-QUAL-W2模型主要應(yīng)用于水庫水溫模擬、水環(huán)境容量分析、水體富營(yíng)養(yǎng)化預(yù)測(cè)等方向，由于垂向二維應(yīng)用場(chǎng)景少，應(yīng)用熱度相對(duì)較低. WASP模型常與其他模型耦合應(yīng)用，應(yīng)用場(chǎng)景更加廣泛，涉及一維、二維和三維不同水體的水質(zhì)模擬分析、水體富營(yíng)養(yǎng)化預(yù)測(cè)、水質(zhì)預(yù)報(bào)預(yù)警等. EFDC和Delft3D模型主要應(yīng)用于二維和三維的水動(dòng)力水質(zhì)模擬、湖泊富營(yíng)養(yǎng)化預(yù)測(cè)等方向. Delft3D模型應(yīng)用場(chǎng)景比EFDC模型更加多元，在風(fēng)暴潮模擬和泥沙沖淤模擬應(yīng)用較多，但由于Delft3D模型體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)用難度更大，相較于EFDC模型在國(guó)內(nèi)科研和環(huán)評(píng)市場(chǎng)中應(yīng)用占比略低.

依據(jù)表3中各模型指標(biāo)值打分說明，計(jì)算各模型綜合評(píng)價(jià)得分，結(jié)果如表4所示. 從評(píng)價(jià)結(jié)果來看，模型綜合評(píng)價(jià)得分高低的排序依次為Delft3D、EFDC、CE-QUAL-W2、MIKE11、WASP和HEC-RAS模型，其中得分差異主要來源于水體類型、狀態(tài)變量、空間緯度、物理機(jī)理、生化機(jī)理、共享程度和操作界面等指標(biāo). 如Delft3D模型適用于6種水體類型可模擬上百個(gè)水質(zhì)變量，而HEC-RAS模型只使用于3種水體類型十幾個(gè)水質(zhì)變量，模型功能和適用范圍差異顯著. 因此，針對(duì)特定模型應(yīng)用時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)針對(duì)上述指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)的分析對(duì)比，選擇非專有化的能夠免費(fèi)或購(gòu)買獲得的軟件或代碼.

表3 不同模型指標(biāo)得分說明

續(xù)表3

表4 不同模型綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

5 結(jié)論

a) 地表水水質(zhì)模型的評(píng)價(jià)對(duì)于水環(huán)境模型的開發(fā)與應(yīng)用具有重要的意義. 該研究基于模型模擬生命周期，建立了基于模型內(nèi)部評(píng)估與外部評(píng)估相結(jié)合的評(píng)價(jià)技術(shù)框架，通過文獻(xiàn)調(diào)研和專家打分法建立了包含通用性、可靠性、友好性、先進(jìn)性、普及性及易用性5個(gè)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則共計(jì)29個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，基于層次分析法提出了指標(biāo)值及指標(biāo)權(quán)重的定性定量分析方法，構(gòu)建了地表水水質(zhì)模型綜合評(píng)價(jià)技術(shù)體系.

b) 選取國(guó)內(nèi)外常用的HEC-RAS、MIKE11、CE-QUAL-W2、WASP、EFDC和Delft3D模型為例，進(jìn)行了水質(zhì)模型的綜合評(píng)價(jià)案例應(yīng)用. 案例應(yīng)用的模型評(píng)價(jià)得分高低的排序依次為Delft3D、EFDC、CE-QUAL-W2、MIKE11、WASP和HEC-RAS模型，結(jié)果表明水質(zhì)模型綜合評(píng)價(jià)技術(shù)體系科學(xué)可靠，容易操作，便于應(yīng)用，可為水環(huán)境模型的初步篩選提供技術(shù)支撐.

c) 提出的水質(zhì)模型綜合評(píng)價(jià)方法只針對(duì)已經(jīng)過內(nèi)外部評(píng)價(jià)的入庫模型進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，而模型質(zhì)量和選擇僅在特定應(yīng)用時(shí)才更有意義. 依據(jù)建立的模型評(píng)價(jià)技術(shù)框架，對(duì)于具體特定應(yīng)用有必要針對(duì)水體類型、狀態(tài)變量、空間緯度、物理機(jī)理、生化機(jī)理、共享程度和操作界面等指標(biāo)建立更加詳細(xì)對(duì)比評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法，包括模型的案例驗(yàn)證測(cè)試、參數(shù)敏感性分析和不確定分析等.

d) 國(guó)內(nèi)水環(huán)境模型的開發(fā)和應(yīng)用尚不規(guī)范. 模型研發(fā)主體多是高校或是科研單位，各模型研制單位采用不同的技術(shù)研制、改造模型，缺少為各種文件格式模型實(shí)施統(tǒng)一管理和一體化服務(wù)的有效手段. 在模型選擇、參數(shù)確定方面也沒有規(guī)范化，缺乏統(tǒng)一的模型評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn). 模型的私有化、模型軟件前后處理功能缺失以及非模型利益第三方的應(yīng)用、檢驗(yàn)和測(cè)試，導(dǎo)致模型行業(yè)認(rèn)可度低，不利于模型推廣和應(yīng)用.

e) 國(guó)外模型成熟度高，無論開源模型還是商業(yè)模型在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占據(jù)了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，均導(dǎo)致國(guó)內(nèi)自主模型產(chǎn)品研發(fā)動(dòng)力不足，失去了發(fā)展空間. 此外，市場(chǎng)盈利模式不清，模型研發(fā)周期較長(zhǎng)，研發(fā)投入費(fèi)用巨大，國(guó)內(nèi)模型重視不足，研發(fā)人才缺口嚴(yán)重等因素，嚴(yán)重阻滯了國(guó)內(nèi)自主水環(huán)境模型的開發(fā)和應(yīng)用.