太湖藻类生长模型研究

本文提出了一个改进的藻类生长模型及其新颖的计算机模拟算法 .该模型不但考虑了水温、总氮、总磷、浮游动物和辐射等因素对藻类生长率的影响 ,而且根据水温、总磷和藻类浓度等因素对藻类死亡率进行了修正 ,从而能更加精确地描述藻类生长的过程 .在藻类生长模型计算机模拟中 ,稳定性和计算精度是至关重要的 ,因此 ,本文建立了具有绝对稳定性和二阶精度的数值算法求解藻类生长模型中的偏微分方程组 .此外 ,为了进一步验证该藻类生长模型的性能 ,本文采用了 1998年度太湖中有关采样点总氮、总磷、水温及日辐射量等的实测值进行模拟 .由于实测值为每个月中某一天的测量值 ,为了模拟过程能正确进行 ,本文采用样条插值的方法估计出每一天的总氮、水温及辐射量等数值 .由于在藻类生长模型中 ,藻类与总磷有直接的耦合 ,不能简单地用插值等方法 .本文提出了一种广义拟合的方法 ,使得总磷既符合藻类生长模型要求的变化规律 ,又较好地逼近实测值 .计算机模拟结果与测量数值基本符合 ,而在有明显差异的地方 ,文中作出了相应的解释 .结果表明 ,本文提出的藻类生长模型及其算法是有效的 ,各采样点藻类浓度的模拟值能较好地拟合实测值