基于移動(dòng)平臺(tái)的水域突發(fā)污染溯源研究.pdf

1、近幾年，由化學(xué)品和重金屬引發(fā)的地表水污染事件激增，嚴(yán)重威脅人們生命和財(cái)產(chǎn)安全。類似污染事件發(fā)生后，至關(guān)重要的第一步是及時(shí)、準(zhǔn)確的對污染物進(jìn)行溯源，獲知污染物源項(xiàng)信息（排放點(diǎn)、排放量和排放歷史）以便科學(xué)地應(yīng)對污染。但實(shí)際中，污染事件初期污染源信息難以獲取，現(xiàn)有的污染物溯源研究更多的聚焦在地下水，少數(shù)的地表水污染物溯源研究缺少對污染物源項(xiàng)信息的求解。
　　本文將水域污染物溯源算法研究與水質(zhì)移動(dòng)檢測平臺(tái)相結(jié)合，提出了一種可應(yīng)用于地表水污

2、染物源項(xiàng)信息反演的方法。通過理論計(jì)算、計(jì)算機(jī)仿真、以及實(shí)驗(yàn)裝置上的測試，表明該方法具有精度高、部署便利和可行性好等優(yōu)點(diǎn)，基本滿足實(shí)際水域的污染物溯源需求。
　　主要內(nèi)容如下:
　　1)推導(dǎo)了可適用于移動(dòng)檢測的一維均一河道中點(diǎn)源污染物的溯源算法。根據(jù)經(jīng)典的一維河道點(diǎn)源污染物濃度擴(kuò)散模型，分別求解時(shí)間域和空間域上的偏導(dǎo)數(shù)，對污染物源項(xiàng)信息（排放點(diǎn)、排放量和排放時(shí)間）進(jìn)行直接反演計(jì)算。并對算法中4個(gè)主要影響因素（取樣間隔、取樣位置

3、、取樣開始時(shí)間、取樣時(shí)間間隔）進(jìn)行數(shù)值實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明算法溯源最大偏差在10％以內(nèi);
　　2)將粒子群優(yōu)化算法應(yīng)用于二維多點(diǎn)源污染物的溯源計(jì)算。仿真實(shí)驗(yàn)中采用了5個(gè)粒子，每個(gè)粒子在迭代次數(shù)30次以內(nèi)能夠收斂，結(jié)果表明該算法能在二維和多點(diǎn)源條件下完成污染物溯源的計(jì)算;設(shè)計(jì)了粒子群優(yōu)化算法與水質(zhì)移動(dòng)檢測平臺(tái)配合的操作流程，并對該算法后期收斂慢的缺點(diǎn)提出改進(jìn)方案;
　　3)完成以NaCl為污染示蹤物、電導(dǎo)率為檢測參數(shù)的污染物溯源實(shí)驗(yàn)