基于粒子群優(yōu)化算法的供水管網(wǎng)污染源識(shí)別研究.pdf

1、針對(duì)供水管網(wǎng)中水質(zhì)二次污染或人工投毒等原因引發(fā)的飲用水污染問(wèn)題，利用污染源反向追蹤模型快速準(zhǔn)確確定污染源位置及影響范圍能夠?yàn)轱嬘盟踩Ｕ蠎?yīng)急處理提供有力支持，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文首先根據(jù)在供水管網(wǎng)模擬試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行的六價(jià)鉻污染物侵入管網(wǎng)試驗(yàn)，分析管網(wǎng)中污染物濃度隨時(shí)間、空間的變化，建立并校正試驗(yàn)管網(wǎng)的水力水質(zhì)模型，使模型能較好地吻合管網(wǎng)中實(shí)際水力水質(zhì)情況。
　　 其次構(gòu)建管網(wǎng)中污染源的模擬—優(yōu)化反向追蹤模型

2、，以模擬優(yōu)化時(shí)段內(nèi)各水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的模擬污染物濃度與實(shí)際濃度的差的平方和作為目標(biāo)函數(shù)，內(nèi)嵌EPANET工具箱作為模擬引擎，利用粒子群優(yōu)化算法求解污染物的侵入位置、開(kāi)始侵入時(shí)間和侵入速度，并利用MATLAB工具編寫(xiě)程序。
　　 然后針對(duì)管網(wǎng)中六價(jià)鉻污染物侵入試驗(yàn)，分別采用水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處計(jì)算機(jī)模擬污染物濃度和實(shí)際監(jiān)測(cè)濃度識(shí)別污染源，模型準(zhǔn)確率和計(jì)算效率均較高。經(jīng)比較分析可知，采用實(shí)際監(jiān)測(cè)值識(shí)別污染源時(shí)模型精度較低;另外，單一污染源識(shí)別比多

3、污染源識(shí)別的模型精度和計(jì)算效率要高。
　　 最后通過(guò)設(shè)置反向追蹤模型的相關(guān)影響因素參數(shù)，比較輸出結(jié)果，分析了管網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、粒子群優(yōu)化算法相關(guān)參數(shù)、正演模型誤差等因素對(duì)模型精度和效率的影響，并在此基礎(chǔ)上對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置。研究結(jié)果表明，當(dāng)管網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與實(shí)際管網(wǎng)相似性高、與實(shí)際污染源具有相似下游的節(jié)點(diǎn)數(shù)量很少、供水管網(wǎng)正演模型誤差小、水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置合理且粒子群優(yōu)化算法相關(guān)參數(shù)與模擬優(yōu)化時(shí)段設(shè)置合理時(shí)，模型結(jié)果精度與計(jì)算效率較高。