河流突發(fā)污染論文：河流突發(fā)環(huán)境污染事件源項(xiàng)反演及程序設(shè)計(jì)

河流突發(fā)污染論文：河流突發(fā)環(huán)境污染事件源項(xiàng)反演及程序設(shè)計(jì)【中文摘要】當(dāng)前,水污染預(yù)警應(yīng)急是我國的急需研究課題與熱點(diǎn)問題。建立突發(fā)水污染預(yù)警應(yīng)急系統(tǒng)能對(duì)污染響應(yīng)與處置提供有效輔助決策支持。然而其前提是確知污染源位置及其排放歷史。實(shí)際中在事故初期難以獲得充分的污染源信息,難以對(duì)污染事件實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)評(píng)估、預(yù)警響應(yīng),需要開展河流突發(fā)污染的源項(xiàng)反演問題研究。同時(shí)地表水的追蹤溯源研究很不充分,鮮有文獻(xiàn)報(bào)道。因此本文開展了河流污染源項(xiàng)反演算法研究和決策支持工具研發(fā)的工作。研究建立了地表水污染源項(xiàng)反演算法體系,并重點(diǎn)探討了三類重要情景的源項(xiàng)反演算法。首先,基于相關(guān)系數(shù)優(yōu)化法,結(jié)合地表水環(huán)境特征和污染物水質(zhì)過程特征,推導(dǎo)出一維河道中單點(diǎn)源瞬時(shí)排放的源項(xiàng)反演算法。采用假想算例進(jìn)行數(shù)值試驗(yàn),綜合分析了流速信息、污染物衰減、監(jiān)測距離、監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差及中間參數(shù)?T選取等因素對(duì)反演結(jié)果的影響,確定了該方法的適用條件和最優(yōu)條件的尋找方式。最優(yōu)條件下計(jì)算結(jié)果的平均相對(duì)誤差在10%以內(nèi)。并且方法具有監(jiān)測布點(diǎn)簡單高效,數(shù)據(jù)需求低,編程簡單等優(yōu)點(diǎn)。然后,基于遺傳算法,結(jié)合水質(zhì)模型和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),建立了適用于一維河道的多點(diǎn)源瞬時(shí)排放和單點(diǎn)源連續(xù)排放的反演算法。通過假想算例檢驗(yàn)算法,反演結(jié)果的平均相對(duì)誤差均低于20%,取得了良好的結(jié)果。并考察參數(shù)對(duì)基于水質(zhì)模型-遺傳算法耦合的反演算法的影響,擴(kuò)散系數(shù)為主要影響因素,但其計(jì)算結(jié)果的平均相對(duì)誤差不超過50%,在可接受范圍內(nèi)?；谏鲜鲅芯拷Y(jié)果,結(jié)合可視化技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù),采用C#、C++編程語言開發(fā)了河流污染源項(xiàng)反演系統(tǒng)軟件。該軟件將河流基礎(chǔ)信息、監(jiān)測斷面信息、污染物質(zhì)信息等集合在一起,在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)了流域污染源識(shí)別。以實(shí)驗(yàn)室示蹤劑實(shí)驗(yàn)和松花江硝基苯污染事件為背景,進(jìn)行了具體應(yīng)用分析,應(yīng)用結(jié)果的平均相對(duì)誤差均不超過20%,具有較好的效果。可為流域水環(huán)境管理提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持,可應(yīng)用于我國各大流域管理部門?！居⑽恼緼tpresent,earlywarningandreponsetowaterpollutionshasbecomeaurgentissuesandhottopicsinacademicinchina.EstablishingEarlyWarning/EmergencyResponseSystemcanprovideeffectivelyassistantsupportforpollutionresponseanddisposal.However,thedetailedcontaminationsourceinformationisthepreconditionofthesystem.Infact,itisdifficulttoknowtheinformationofpollutionsourcewhenpollutionoccured.Inordertomeetingtheneedofreal-timeassessmentandearlywarningofpollutions,reseachesonpollutionsourceinversionproblemwerecarriedout.Meanwhile,investigationonpollutionsourceinverseproblemofsurface-waterareinsufficientsofar.Thisthesisproposedsolutionframeworkofsurfacewaterpollutionsourceinverseproblems,andfocusesonthreeinversionalgorithms.First,anovelinversionalgorithmbasedonanoptimizationapproachfor【目錄】河流突發(fā)環(huán)境污染事件源項(xiàng)反演及程序設(shè)計(jì)

摘要

4-5

Abstract

5-6

第1章緒論

9-16

1.1課題背景

9-10

1.2環(huán)境水力學(xué)反問題

10-13

1.2.1環(huán)境水力學(xué)反問題的定義

10-11

1.2.2環(huán)境水力學(xué)反問題的研究意義

11-12

1.2.3環(huán)境水力學(xué)反問題的研究現(xiàn)狀

12-13

1.3污染源項(xiàng)反演問題

13-14

1.3.1污染源項(xiàng)反演問題的定義

13

1.3.2污染源項(xiàng)反演問題的控制方程

13

1.3.3污染源項(xiàng)反演問題的研究現(xiàn)狀

13-14

1.4主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線

14-16

1.4.1主要研究內(nèi)容

14-15

1.4.2研究技術(shù)路線

15-16

第2章實(shí)驗(yàn)材料與方法

16-20

2.1污染源反演算法研究的基本方法

16-18

2.2示蹤劑實(shí)驗(yàn)

18-20

2.2.1實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備

18-19

2.2.2試驗(yàn)方法

19-20

第3章河流污染源項(xiàng)反演算法研究

20-45

3.1引言

20

3.2反問題情景分類及描述

20-22

3.3瞬時(shí)排放污染源項(xiàng)識(shí)別技術(shù)

22-38

3.3.1基于相關(guān)系數(shù)優(yōu)化方法的單點(diǎn)源瞬時(shí)排放反演算法

22-33

3.3.2基于遺傳算法與水質(zhì)模型耦合的多點(diǎn)源瞬時(shí)排放反演算法

33-38

3.4連續(xù)排放污染源項(xiàng)識(shí)別技術(shù)

38-44

3.4.1基于BP網(wǎng)絡(luò)與遺傳算法耦合的單點(diǎn)源連續(xù)排放反演算法

38-43

3.4.2假想算例應(yīng)用

43-44

3.5本章小結(jié)

44-45

第4章河流污染源項(xiàng)反演系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

45-58

4.1引言

45

4.2總體構(gòu)架設(shè)計(jì)

45-48

4.2.1系統(tǒng)需求描述

45-46

4.2.2體系結(jié)構(gòu)與應(yīng)用框架

46

4.2.3開發(fā)環(huán)境與開發(fā)工具

46-47

4.2.4軟件應(yīng)用流程

47-48

4.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

48-50

4.3.1河流信息數(shù)據(jù)庫

48

4.3.2算法數(shù)據(jù)庫

48-50

4.4系統(tǒng)概況與功能簡介

50-57

4.4.1系統(tǒng)主界面

50-51

4.4.2系統(tǒng)功能

51-57

4.5本章小結(jié)

57-58

第5章實(shí)際案例應(yīng)用

58-64

5.1基于物理模型實(shí)驗(yàn)的案例分析

58-61

5.1.1實(shí)驗(yàn)案例概況

58-60

5.1.2