基于贝叶斯-微分进化算法的小沿河应急水库(拟建)水质预测

为预测拟建小沿河应急水库蓄水后生态净化工程对水质的影响,构建河流污染物衰减模型和Streeter-Phelps模型对入库河道中高锰酸盐指数(COD_(Mn))、溶解氧(DO)、总磷(TP)以及氨氮(NH_3-N)进行预测,同时构建沃伦维德模型,预测库区TP及NH_3-N的浓度变化,并运用贝叶斯-微分进化算法得到最大可能的模型衰减系数。结果表明:应急水库生态治理工程对水质具有一定程度的提升,但是随着取水量的增大,小沿河应急水库对污染物的衰减作用逐渐减小,水生态平衡区富营养化程度由贫营养化程度转变成富营养化程度。在设计取水量50万m~3/d的条件下,生态净化工程对水质提升作用不明显。     

基于贝叶斯公式的地下水污染源及含水层参数同步反演

针对非均质地下含水层污染源识别及含水层参数反演过程中监测方案优化问题,提出一种基于贝叶斯公式及信息熵最小的累进加井的多井监测方案优化方法.首先,构建假想案例下的二维非均质各向同性潜水含水层水流及溶质运移模型,运用GMS软件进行数值模拟求解.采用最优拉丁超立方抽样方法和Kriging法建立数值模拟模型的替代模型.然后以参数后验分布的信息熵最小为目标函数,采用累进加井的方式进行多井监测方案优化设计.最后根据优化后的监测方案,采用差分进化自适应Metropolis算法进行污染源及含水层参数的同步反演.算例研究表明：在兼顾反演精度及监测成本,并保证每个参数分区内至少有1眼监测井的条件下,5眼井组合监测方案（6,5,1,2,8）为最优监测方案.与信息熵最小的10眼井组合监测方案（1,2,3,4,5,6,7,8,9,10）的参数反演结果相比,5眼井组合监测方案对11个参数α=（X_S,Y_S,T₁,T₂,Q_s,K₁,K₂,K₃,DL₁,DL₂,DL₃）的后验均值偏离率的平均值虽增大1.2%,但监测成本却是10眼井组合监测方案的50%.     

基于贝叶斯公式的地下水污染源识别

将贝叶斯公式与地下水二维水质对流-扩散方程相耦合,建立依靠监测井监测值的地下水污染源参数（污染源强度M、排放位置（X₀,Y₀）和排放时刻T₀）反演模型.针对监测井监测值信息量不充分或者监测值与模型参数关联性较弱的问题,提出了一种基于贝叶斯公式与信息熵的监测井优化设计方法.构建一个污染物在承压含水层中瞬时排放的算例,在确定单井监测及监测次数条件下,以监测井位置D及监测频率Dt的优化为目标,分别进行模型参数后验分布信息熵最小的单目标监测方案优化,以及信息熵最小且监测耗时最短的多目标监测方案优化.依据优化后的监测方案采用延迟拒绝自适应Metropolis算法进行污染源参数反演识别.算例研究表明：在预设定单井监测,且监测次数为5次条件下,单目标优化后的监测方案为D=（830.2,199.8）,△t=2.7,在此监测方案下,4个污染源参数M,X₀,Y₀,T₀的反演均值误差分别为19.5%、13.2%、3.4%、1.3%;多目标优化后的监测方案为D=（807.9,199.4）,△t=1.2,在此监测方案下,4个污染源参数M,X₀,Y₀,T₀的反演均值误差分别为19.9%、13.4%、3.7%、4.2%.与基于单目标优化的监测方案的反演结果相比,基于多目标优化的监测方案条件下,污染源参数的反演均值误差虽分别增加了0.4%、0.2%、0.3%、2.9%,但监测时间却显著缩短了55.6%.     

再生水紫外线/二氧化氯联合消毒效果试验研究

紫外线及二氧化氯作为绿色消毒技术的代表,被越来越多地研究和使用,ClO_2消毒能够弥补UV不能提供持续消毒能力的不足,UV消毒作为ClO_2消毒的预处理工艺,能够降低后续消毒工艺的微生物负荷。通过试验对联合消毒效果进行了研究。试验表明,在试验水质条件下,当紫外线剂量为60 m J/cm~2,二氧化氯投加量2 mg/L,反应时间15min时即可达到较好的消毒效果且成本较低,消毒后粪大肠菌在48 h内几乎不发生光复活。     

基于采煤塌陷成湖区分析沉积物中铁锰分布特征及随季节变化规律

为分析采煤塌陷成湖区的沉积物的铁锰含量和碱性磷酸酶活性随时间变化规律,对其环湖设20个采样点进行采样测量。结果表明,采煤塌陷成湖区的沉积物的Fe含量在0.061~1.731 mg/g范围内变化,夏季和秋季较高,冬季最低;采煤塌陷成湖区的沉积物的Mn含量在0.012~0.911 mg/g范围内变化,冬季含量最低,秋季含量最高;采煤塌陷成湖区的沉积物的碱性磷酸酶活性在53.15~560.03 mg/(kg·h)范围内变化,夏秋季较高,冬春季较低,在不同季节与Mn含量均存在正相关关系。第一层的铁锰含量以及碱性磷酸酶活性都较高,说明人类活动对采煤塌陷成湖区有较大的影响。     

基于熵权法的富营养化二级模糊综合评价模型:以江苏九里湖国家湿地公园为例

针对江苏九里湖塌陷湿地公园水体富营养化评价问题,于2018年春、夏、秋、冬4个季节对江苏九里湖塌陷公园内10个水质监测点进行水质监测,并选取TP、TN、COD_Mn、Chl.a、SD 5项水质指标,采用基于"压力-响应"思想构建二级模糊综合评价模型,结合熵权法对九里湖水质富营养化程度进行评价。评价结果表明,该评价模型具有合理性和客观性,江苏九里湖国家湿地公园水体富营养状态与季节变化相关性较强,各监测点富营养化等级处于中富营养与富营养级别。