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突发化学水污染应急物资筛选储备及调配模式研究

刘洁  
【摘要】:近年来,随着我国工业化以及城镇化进程的加快,恶意偷排、生产事故、自然灾害等所引起的突发化学水污染事件时有发生。针对目前我国应急物资的优化筛选、储备布局等关键技术研究不足,应急调配缺乏智能化、科学化的指导等问题,本文开展了环境风险评估、环境应急物资筛选、环境应急物资储备布局规划模型和环境应急物资调配模式的研究。基于多准则决策方法和模糊理论,研究建立了环境风险评估方法和动态模糊GRA的环境应急物资筛选方法,并实现了程序设计。以江苏省南水北调东线受水区域为研究对象,对环境风险等级和风险概率进行评估。结果表明:研究区域发生突发化学水污染事件的风险概率为0.00246,化学品、重金属和溢油类风险源引发的可能性分别占54.40%,20.28%和25.32%。将动态模糊GRA的环境应急物资筛选方法应用于邳苍分洪道砷污染案例中对突发化学水污染不同处置阶段应急处置方案所需的应急物资进行优化筛选。结果表明:活性氧化铝为低浓度砷污染情景下最优应急物资。Fe SO4和活性氧化铝为高浓度砷污染情景下最优应急物资。环境风险评估和应急物资筛选结果可为后续相应的环境应急物资储备布局规划和调配模式研究提供科学参考。基于连续型和离散型选址理论,研究建立了连续-离散型选址理论的环境应急物资储备布局规划模型,实现了对现有应急物资储备库不足情况下应急物资储备库的选址和应急物资储备的规划。综合考虑环境风险分布与等级特征,研究建立了应急物资储备库连续型选址模型(HCA-ICG),实现对新建应急物资储备库的选址。综合考虑环境概率分析与应急物资筛选,研究建立了应急物资储备库离散型选址模型(MWL-EMA),实现对应急物资储备库的最终选址以保证所有潜在风险源都能被有效覆盖,并得到应急物资储备方案。以江苏省南水北调东线受水区域为研究对象,采用该模型对研究区域应急物资储备布局进行规划。规划结果选择5个I级和5个II级应急物资储备库,并提出了应急物资储备方案。基于多准则决策和多目标规划方法,研究建立了多准则决策-多目标规划方法的环境应急物资选址规划模型,实现了对现有应急物资储备库充足情况下应急物资储备库的评估与筛选。综合考虑环境风险分布与等级特征,研究建立了应急物资储备库评估方法得到备选应急物资储备库的相对贴近度,实现对现有应急物资储备库的初步评估。以―储备库数量最少‖和―储备库贴近度之和最大‖为优化目标,研究建立了应急物资储备库筛选多目标规划模型,实现对应急物资储备库的最优选择以保证所有潜在风险源都能被有效覆盖。以江苏省南水北调东线受水区域为研究对象,采用该模型对研究区域应急物资储备库选址进行评估与筛选。规划结果选择5个现有应急物资储备库,可为后续环境应急物资调配模式研究提供科学依据。基于对环境应急物资调配模式分析,提出了两种应急物资调配模式。针对单需求点的应急物资调配模式,以―响应时间最小‖为目标,研究建立了基于时变供求约束的单需求点应急物资调配模型,并提出了应急物资调配优化算法。针对多需求点的应急物资调配模式,以―响应时间最小‖和―出救点最少‖为目标,研究建立了基于复杂网络下的多需求点应急物资调配模型,并提出了基于改进遗传算法(GA)的应急物资调配优化算法。以江苏省南水北调东线受水区域为研究对象,根据两种应急物资调配模式的情景分析得到相应的应急物资调配方案。结果表明两种应急物资调配模式可以为不同情景突发化学水污染事件的应急救援提供合理的调配方案,最终为环境应急管理与污染防治提供科学的技术支持。


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