混合多目标遗传算法求解地下水污染修复管理模型

为了提高多目标遗传算法Pareto解的局部最优性,本文将快速非支配遗传算法(NSGAII)与一种迭代式的局部搜索算法(Hill Climber with Step,HCS)相结合,开发了一种新的混合多目标遗传算法NSGAII-HCS.利用CONV1和ZDT6两个经典的多目标优化函数对NSGAII-HCS的性能进行测试,与传统的多目标算法NSGAII相比,CONV1得到的Pareto锋面与真实Pareto最优解锋面的平均距离由5.49减小到1.74,ZDT6则由0.16减小到0,表明NSGAII-HCS在保证解多样性的前提下,能使解接近或收敛到真实的Pareto最优解锋面.最后,将NSGAII-HCS与地下水流模拟软件MODFLOW和溶质运移模拟软件MT3DMS相耦合,并应用到一个理想的二维地下水污染修复管理模型中,结果分析表明该方法可为地下水污染治理提供多样的和收敛的Pareto管理策略,是一种稳定可靠的多目标优化方法.     

区域水污染控制多目标组合规划模型研究

提出水污染综合多目标规划思路，把治理投资，运行费用，收益和污染物削减量作为规划目标，对多种方案进行优化选择，建立了实现多目标规划的数学模型，对方案的产生组合，初选和优化等建模过程作了系统介绍，并以泾河水质规划为例，将模型予以应用。     

城市固体废物不确定性多目标优化管理模型

在对城市固体废物管理进行系统分析,以及对各种模型深入研究的基础上,提出了不确定性多目标动态优化固体废物管理模型.模型以系统成本最小和环境影响最小为目标框架,采用不确定性分析、污染损失理论,将城市固体废物管理过程中对环境产生的影响进行货币化,使环境和经济有效地统一起来,以更加客观地解决多目标问题;同时采用完整、合理的约束条件,进一步对模型进行有效补充.将该模型应用于案例城市的优化结果表明:采用该模型可使每t固体废物处置成本较原方案减少8～18元,每年最少可节约2.8×107元,大大减少了运营成本.该模型采用二次污染处理至达标排放的费用,因此可以在系统成本最小的基础上,兼顾固体废物对环境产生影响最小的目标,有效地解决了多目标解法存在的问题.      

济南地下水资源系统多目标管理模型及模糊带权方法

根据济南地下水资源系统管理研究,建立了济南地下水资源系统多目标管理模型;利用模糊数学理论,提出一种模糊带权方法,它能同时解决互为矛盾、互为竞争的各目标之间的不可比性和主次性问题。实际计算表明,本文建立的多目标管理模型和提出的方法是合理的和有效的。     

济南地下水资源系统多目标管理模型及模糊带权方法

根据济南地下水资源系统管理研究,建立了济南地下水资源系统多目标管理模型;利用模糊数学理论,提出一种模糊带权方法,它能同时解决互为矛盾、互为竞争的各目标之间的不可比性和主次性问题。实际计算表明,本文建立的多目标管理模型和提出的方法是合理的和有效的。     

流域水质目标管理的风险识别与对策研究

以水质目标为约束和核心的管理将逐步完善、补充和强化当前的总量控制模式,成为我国中长期流域水环境管理的重要内容.流域水质目标管理是一个"响应→调控"并不断反馈调整的过程,但由于流域系统的非线性和不确定性,流域污染减排并不能完全确保水质目标的实现.本文将这种由不确定性而引致的流域水质目标的不完全可达性界定为风险,并在分析流域水质目标管理框架思路的基础上,识别并实证了水质目标管理中的主要风险来源,主要包括:1在"响应"层面,由于水质响应与负荷削减等措施间的非线性、时滞性、指标不协同等不对应关系带来的风险;2在"调控"层面,由于水环境管理缺乏适应性的调控和反馈机制而产生的水质达标风险.在此基础上,提出了流域水质目标风险管理的转变途径及其定量表征方法,以期为流域水质目标风险管理提供借鉴.     

多目标模糊决策模型对水环境质量的评价

水质环境质量评价宜采用多项控制指标进行综合评价。在模糊理论和考虑优先隶属度的基础上,通过实例推导出水环境质量多目标模糊决策评价图,用以说明两组或两组以上的数据或变量的相互联系,以非常直观地分析概念,讨论水质变化趋势。模型可客观地评价水域单元的各类水质指标。     

长江经济带水质目标管理平台总体设计

为强化长江经济带资源整合与共享,集成统一规范的大数据平台,基于“十一五”“十二五”国家水体污染控制与治理科技重大专项数据和模型库资源,以面向服务的架构(SOA)和模块化设计为支撑,遵循“五横两纵四统一”的平台架构设计思路,应用大数据挖掘、云计算等现代信息技术,构建长江经济带水质目标管理平台.平台基于长江经济带水生态环境功能分区,兼顾不同类别水质目标管理技术的协调性、衔接性和适应性,对水质目标管理相关信息进行跟踪、模拟、分析和三维可视化表达,在水生态环境功能分区管理、数据汇交与信息共享、容量总量管理、风险评估与预警等方面实现业务化运行,实现全景式水质达标形势研判、一体化风险联防联控.平台已在国家长江生态环境保护修复联合研究中心进行业务化运行,将有效提升长江经济带水环境综合管理能力,同时可为其他重要流域水质目标管理提供信息化工作参考.      

我国河流水质目标管理技术的关键问题探讨

河流水质目标管理技术是国际上主流的流域综合管理技术,对水污染治理具有良好的效果。在介绍河流水质目标管理概念和技术框架的基础上,针对中国与欧美国家在水污染治理现状方面的不同,如河流污染普遍严重、水力连通性较差、流域监测资料缺乏等,对其中的关键问题:控制单元划分、水质目标确定、污染负荷核算、污染负荷削减分配、方案的制定和实施在中国的应用现状做了相应的总结。最后对中国未来水质目标管理的方向做了展望,以期有助于该技术体系在中国的应用发展。     

浅水湖泊群水质模型的近似解析解法

为了实现在一般微机上也能模拟浅水湖泊群的水质变化，从水质变化的基本控制方程出发，根据浅水湖泊群的水流特征与污染物迁移特性，首先建立了浅水湖泊群ＢＯＤ－ＤＯ模型，然后针对恒定水流和污染源稳定排放污水的情形，把处于湖泊边界上的污染源所面临的湖面视为半无限区域，并考虑到浓度的可叠加性，提出了浅水湖泊群ＢＯＤ－ＤＯ模型的近似解析解法。实例结果表明，这种解法计算工作量和存储量都较小，在一般微机上即能进行，且计算准确度基本上能满足工程实际要求。     

Projection pursuit cluster model and its application in water quality assessment

One of the difficulties frequently encountered in water quality assessment is that there are many factors and they cannot be assessed according to one factor, all the effect factors associated with water quality must be used. In order to overcome this issues the projection pursuit principle is introduced into water quality assessment, and projection pursuit cluster(PPC) model is developed in this study. The PPC model makes the transition from high dimension to one-dimension. In other words, based on the PPC model, multifactor problem can be converted to one factor problem. The application of PPC model can be divided into four parts: (1) to estimate projection index function Q(a) ; (2) to find the right projection direction a ; (3) to calculate projection characteristic value of the i th sample zi, and (4) to draw comprehensive analysis on the basis of zi. On the other hand, the empirical formula of cutoff radius R is developed, which is benefit for the model to be used in practice. Finally, a case study of water quality assessment is proposed in this paper. The results showed that the PPC model is reasonable, and it is more objective and less subjective in water quality assessment. It is a new method for multivariate problem comprehensive analysis.     

水环境质量评价灰色模式识别模型及应用

在灰色关联度的基础上,以定义的关联差异度为测度,并结合水质综合指数,构造一种新的水环境质量评价灰色模式识别模型。该模型克服了灰色关联度分析方法评价结果趋于均化而分辨率低的缺点,同时评价结果具有连续性和可比性,能够更精确地反映水体污染程度的状况。     

不确定性模糊多目标模型在生态城市水资源配置中的应用

针对生态城市水资源配置的不确定性、模糊、多目标特点,建立了基于不确定性基本理论的不确定性模糊多目标(IFMOP)水资源配置模型.该模型改变了以往按照确定性目标进行优化的思路,用区间参数的方法将现实中的不确定因素表现为区间形式,将各变量在区间内组合求解,并且通过决策者与模型的交互,用MATLAB软件编程求解,很好地体现了实际决策过程.通过采用华北某市新区水资源数据进行优化配置实例验证,得到了较为合理的2020年水资源优化配置方案.     

Prioritising catchment management projects to improve marine water quality

Runoff from human land-uses is one of the most significant threats to some coastal marine environments. Initiatives to reduce that runoff usually set runoff reduction targets but do not give guidance on how to prioritize the different options that exist to achieve them. This paper demonstrates an easy to interpret economic framework to prioritise investment for conservation projects that aim to reduce pollution of marine ecosystems caused by runoff from agricultural land-uses. We demonstrate how to apply this framework using data on project cost, benefit and feasibility with a subset of projects that have been funded to reduce runoff from subcatchments adjacent to the Great Barrier Reef. Our analysis provides a graphical overview of the cost-effectiveness of the investment options, enables transparent planning for different budgets, assesses the existence of trends in the cost-effectiveness of different categories, and can test if the results are robust under uncertainty in one or more of the parameters. The framework provided solutions that were up to 4 times more efficient than when omitting information on cost or benefit. The presented framework can be used as a benchmark for evaluating results from a range of prioritisation processes against the best possible conservation outcomes.     

河段水质压力目标管理模式的概念与方法

目前我国主流的流域水质目标管理模式中,在河段污染责任认定方面普遍存在难以界定上下游之间各自责任的问题,为此提出了一种基于河段水质压力概念的河流水质管理新模式.以水质压力为基础,配套建立了包括水质压力目标、水质压力纯水当量、水质压力偿罚金等在内的一系列相关概念及其设定与计量方法,完成对各河段的责任认定,并实现以河段处罚金与补偿金为调控手段的流域水质管理运行机制.结果表明,该管理模式有助于增强水质污染处罚与水质生态补偿的区域公平性和针对性,其中的概念和方法可作为现行河流水污染控制方法体系的一种改进性补充,同时能为流域生态补偿标准的确定提供一定借鉴.     

饮用水中硝酸盐污染及其去除技术

本文主要叙述了饮用水中硝酸盐污染的途径危害及各种去除技术与其最新进展     

Climate change and its consequences for water and wastewater management

Life, in combination with solar radiation and abiotic processes, is most probably the reason why liquid water has existed on Earth for over billions of years, and the global mean temperature has remained in a lifeenabling range. Efforts to limit or even reverse global warming must be derived from the knowledge of the Earth’s complex life-support system. In this context, the balance between liquid and gaseous water plays a crucial role, and water management becomes an important field of innovation and action, globally, on the scale of watersheds but also on the very local level. Cascading use, reuse, and temporary storage of water in urban settings must be considered to limit over-extraction of water from natural resources, and to maintain the life supporting function of ecosystems. At the same time, public health requirements, cost efficiency, and reliability demands are to be met.     

基于系统动力学模型的松花江水污染事故水质模拟

将系统动力学应用于突发水污染事故的水质模拟,利用其擅长研究动态、非线性复杂系统的特点,构建一维水质模拟的系统动力学模型,结合松花江特大水污染事故的现场监测数据进行模型参数率定以及模型验证.结果表明,所建立的模型能够模拟松花江水污染事故中硝基苯浓度随时间的变化,特别是对硝基苯的浓度峰值与峰值出现时间的模拟效果较好.通过对参数纵向水流流速(u)、纵向弥散系数(E)和衰减速率系数(k)的调整,进行情景模拟,可为应急措施方案的优选提供量化参考的依据.