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《西南交通大学》 2007年
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基于最优搜索理论的流域事故性污染源搜索方法研究

刘颖  
【摘要】: 四川沱江和广东北江等一系列重大水污染事件警示我们,科学应对突发性水环境事件,已刻不容缓。在流域污染事故发生后,当务之急是迅速、准确地找出污染源,及时查处偷排、超标排放事故。污染源排放污染物是一个动态的变化过程,要掌握污染源排污状况的主要途径就是对各排污口和流域水质进行实时监测。但是受技术水平和经济条件等因素的限制,目前我国环境监测手段基本还停留在常规阶段,以人工监测为主,不能实现大面积、全天候的动态监测,因此仅依靠现有的流域环境监测手段很难快速、准确地确定污染源,以致延误处理时机,使流域污染进一步加剧。 最优搜索理论是二战期间发展起来的一门学科,其核心问题是在总搜索资源有限和目标分布不确定的情况下优化搜索资源的分配,使成功搜索到目标的可能性最大或付出的搜索代价最小。因此利用最优搜索理论对搜索资源进行优化,可以极大的提高搜索质量。 论文在系统地分析我国环境应急监测工作现状的基础上,从目标和搜索资源两个方面分析了影响流域事故性污染源最优搜索的因素,提出了流域事故性污染源最优搜索法及其模型体系。 首先根据流域内污染源的位置特点、各污染源排污口的规范情况,流域受污染的特征,将搜索区域进行了分类,提出相应的初始分布函数。通过对现有主观概率确定方法的综合分析,结合流域事故性污染源搜索工作的特点,采用NGT(nominal group technique)法进行主观概率的确定。针对NGT法对信息资源的需求,通过分析影响点污染源废水达标排放的各方面因素,结合流域点污染源的具体资料及现有的污染源调查表填报过程中所出现的相关问题,确定了全面且符合实际情况的管理系统指标,并用软件开发出了流域事故污染源搜索管理系统。 然后根据流域事故污染源目标分布类型,建立了事故污染源连续和间断排放污染物两种条件下,对应的静态探测函数和动态探测函数。针对在指定时间内没有找到目标的情况进行了行踪搜索分析,通过行踪搜索可以在一定搜索时间中没有找到目标的情况下,判断出事故性污染源最有可能存在于哪个子区域内。 其次,选择长江上游某区域作为研究对象,在充分分析该区域内各流域基础状况和流域内污染源现状的基础上,分别选择不同污染类型的典型流域,建立了相应的流域事故污染源最优搜索模型,当流域发生污染事故时可以指导搜索资源的分配。 通过各类型流域事故污染源搜索法的示例研究表明,流域事故污染源搜索法探测到事故性污染源的概率均高于传统的顺序搜索模式和按目标分布概率比例分配搜索时间其探测到目标的概率;流域事故污染源搜索探测到事故性污染源的平均性能比传统的顺序搜索模式探测到事故性污染源的平均性能高54.6%,比按目标分布概率比例分配搜索时间探测到事故性污染源的平均性能高13.2%。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:X832

【引证文献】
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