چکیده: امکان مطالعه بسیاری از پدیده‌های علمی در شرایط آزمایشگاهی وجود ندارد. از این رو این پدیده‌ها، در قالب مدل های ریاضی بیان شده و رفتار آنها توسط کد‌های کامپیوتری شبیه‌سازی می‌شود. این مدل ها شامل دستگاهی از معادلات دیفرانسیل معمولی یا جزئی هستند که حل آن‌ها توسط روش‌های عددی انجام می‌گیرد. برنامه یا کد کامپیوتری که قادر به حل عددی این دستگاه معادلات باشد را مدل کامپیوتری و اجرای مکرر این مدل با مقادیر مختلفی از ورودی‌ها را آزمایش کامپیوتری می گویند. ساختار این مدل‌ها از پیچیده‌گی‌های خاصی برخوردار است که یکی از عوامل آن، تعداد زیاد ورودی‌های است. متغیرهای ورودی می‌تواند به طور تکی یا در تقابل با سایر ورودی‌ها، خروجی مدل را تحت تاثیر خود قرار دهند. از این‌رو شناخت ورودی‌های تاثیر‌گذار و همچنین ورودی‌های کم اهمیت یا بی‌اهمیت ضرورری است. این مهم در قالب تحلیل حساسیت مدل‌های کامپیوتری، مورد مطالعه قرار می‌گیرد. روش‌های مختلفی برای تحلیل حساسیت مدل‌ها پیشنهاد شده است. یکی از این روش ها، تحلیل حساسیت واریانس مبنا است. تحلیل حساسیت در این روش با استفاده اندازه‌هایی به‌نام‌های شاخص حساسیت مرتبه اول و شاخص حساسیت کل انجام می‌شود. شاخص‌های مذکور انتگرال‌های چندگانه‌ای هستند که مبتنی بر مفاهیم امیدریاضی شرطی و واریانس شرطی است. مقدار واقعی این انتگرال‌ها به‌دلیل صریح نبودن رابطه ورودی- خروجی مدل، همواره مجهول است. در نتیجه مسئله برآورد آن‌ها یا تقریب انتگرال‌ها مطرح می‌شود. برای این منظور راهکارهای متعددی توسط محققین پیشنهاد شده است. روش تحلیل حساسیت واریانس مبنا نیز دو رهیافت کلی موسوم به روش مونت کارلو مبنای سالتلی و روش طرح متعادل تصادفی (RBD) را برای تقریب شاخص‌ها ارائه می‌دهد که در این پایان‌نامه مورد مطالعه قرار گرفته است. پس از معرفی این دو روش‌، واسنجی (اعتبار سنجی) آن‌ها با استفاده از تابع تحلیلی سبل انجام گرفت. نتایج بررسی نشان از دقت کافی و عملکرد مناسب این دو روش در برآورد شاخص‌های حساسیت داشت. به منظور تحلیل حساسیت مدل زیست محیطی INCA-N از روش‌های مذکور استفاده شد. مدل کامپیوتری INCA-N، جریان نیتروژن ورودی به آب رودخانه را شبیه‌سازی می‌کند. نیتروژن یک آلاینده منابع آب است که اثرات سوئی بر سلامت انسان و جانداران دارد. در این مطالعه، مدل مذکور تابعی از هفت متغیر ورودی (نرخ تبادلات نیتروژنی) و یک متغیر خروجی (متوسط سالانه بار نیتروژن ورودی به رودخانه) در نظر گرفته‌ شد. پس از تحلیل حساسیت نیتروژن وروردی به رودخانه Tweed واقع درکشور انگلستان، با استفاده از روش مونت کارلو مبنای سالتلی و روش طرح متعادل تصادفی مشخص شد که چهار متغیر، میزان جذب نیترات گیاهان، نرخ نیترات سازی، آلی‌سازی و معدنی سازی مهمترین عوامل موثر بر این آلاینده آب رودخانه Tweed است.