海域组合单元水质模型参数反演方法研究

参数反演是海域水质模型验证工作的主要难点之一,同时模型模拟海域内参数的统一赋值又降低了其实际的物理意义.本文建立海域组合单元水质模型参数反演的新方法:将研究海域划分为若干单元,敏感参数在各单元中独立赋值.将基于人工神经网络的数据驱动模型同水质模型有机结合,通过水质模型计算多参数匹配设计的工况,构建海域内部观测点的解集;以数据驱动模型归纳建立状态变量(污染物浓度)同多个控制变量(模型参数)之间的非线性关系.将实测资料带入关系中,进行模型参数随地域变化的组合单元优化反演研究.以渤海海域水质模型多参数反演为例,采用"孪生"试验验证参数组合单元反演新方法的可行性,结果表明该方法是有效的.     

组合单元水质模型中的边界条件及污染源项反问题

从反问题的角度出发,提出组合单元法求解水网地区水质特性的稀疏矩阵解法,在此基础上给出无约束污染物边界浓度及污染源项一类反问题的提法及相应的最优控制求解方法,该方法避免了常规方法的试错求解过程及不确定性,可显著提高计算精度。     

BOD-DO水质模型多参数反演的遗传算法

给出了利用遗传算法求解河流水质BOD-DO模型参数反演的一种新方法,该方法把参数反演问题转化为优化问题用遗传算法求解,其特点在于:从多个初始点开始寻优,并借助交叉、变异算子来获得水质参数的全局最优解。模拟结果表明,该方法具有精度高,收敛速度快且易于计算机实现等特点。     

基于污染源反追踪的水质监测点优化选址方法

采用非支配排序遗传算法,以水质监测点探测到的不同污染事件的时段区间重叠度最小化和污染事件探测概率最大化为优化目标,结合案例管网计算监测点优化选址方案.算例结果与以污染事件探测及时度最大化和探测概率最大化为目标的优化选址方案相比表明,水质监测点的污染事件探测能力和污染源位置识别能力较高.     

基于伴随方程和MCMC方法的室内污染源反演模型研究

研究了室内污染物扩散后的源反演方法.通过数值求解浓度场的伴随方程,并结合传感器测量信息,构造似然函数;利用基于贝叶斯推断理论的MarkovChainMonte Carlo(MCMC)抽样方法,对污染源的位置、强度的后验概率进行计算,反演结果与污染源的真实参数吻合.该方法与传统的室内污染物反演方法相比,极大地降低了计算量.此外,还讨论了传感器性能对结果的影响,研究表明传感器误差概率分布越平坦,污染源反演信息的不确定度越大;而过低的测量灵敏度,则会导致反演结果呈现多个局部极值点的特性.     

平面二维水质模型浓度场可视化研究

以平面二维水质模型为基础，研究了二维水质模型浓度场的实现模式．技术特点在于：利用非规则网格描述复杂地形边界，采用有限元法离散求解模型方程，引入二次网格分割技术生成等值线等．以此为基础，自主开发了平面二维可视化水环境模拟软件，实现了浓度场的可视化动态演示，直观地展现了浓度场的变化过程，从而使决策者和研究人员易于从庞杂的数据中，整体把握污染物的迁移转化过程．     

基于水力模型的多因子水质监测点优化布置方法研究

随着城市快速的发展,城市供水管网的规模也在不断的扩大,其拓扑结构也越来越复杂,增加了供水安全的难度。其中供水水质安全最为迫切,因此需要在供水管网中设置一定数量的水质监测点对供水水质进行监测。在前人研究的基础上,针对供水管网水质监测点优化布置的问题,在单一的节点水龄法的基础上综合考虑其他影响因素对管网水质的影响,利用北方某市供水管网水力模型进行水质监测点的优化布置方案设计,通过水力模拟软件,优化节点水龄法,设计出了基于多因子优化法的水质监测点优化布置程序。并对北方某市供水管网进行计算,结果表明,基于水力模型的多因子水质监测点优化布置方法计算出的水质监测点位置与实际位置有43.75%的重合度,不仅覆盖了在常规管网运行中水厂及加压泵站等重点水质监测位置,也在供水分界线、管网中以及管网末梢增加了部分监测点,同时对污染事故的预警时间也比优化前短,效果明显。因此,在人工经验的基础上,以多因子法为补充加强,理论与实际相结合,使布置方法更有科学依据,考虑因素更加全面,布点更加合理。利用该方法分析供水管网工况,可为水质监测点优化布置工作提供较好的实施方案。     

正交优化法应用于水质模型参数估值的研究

把正交优化法应用于水质模型参数估值研究，给出正交优化法的算法，将正交优化法与最速下降法等３种常用方法进行比较和讨论，将正交优化方法应用于佛山汾江河ＢＯＤ－ＤＯ水质模型参数估值，取得满意结果。研究结果表明正交优化法是一种适用于水质模型参数估值的快速有效的方法，参数愈多，其优点愈显著。     

基于模糊优化的多目标投资组合选择模型研究

将模糊集合的概念引入投资组合模型中，并将多目标投资组合模型中的收益、方差和偏度三个目标模糊化，用逻辑隶属函数作为新的目标函数．针对该模糊多目标投资组合模型，提出了一个动态遗传算法，算例给出了该模型的一个实例的最优解，并进一步解释了模糊尺度随决定逻辑隶属函数形状的参数的变化而反向变化的规律．     

近岸海域污染物迁移转化的三维水质动力学模型

以研究近岸海域环境中多组分的水质动力学模型为目标,在分析近海环境中各种物理、化学和生物过程的基础上,针对这种多因素作用下的复杂过程,将污染物扩散输移的湍流模型与多组分污染物的生物、化学转化模型相结合,建立了统一考虑物理、化学和生物过程综合作用的近岸海域多组分三维水质动力学模型,模型可同时模拟水温、盐度、悬浮固体、大肠杆菌、生化需氧量、溶解氧、有机氮、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、藻类、腐植质以及营养物质氮、磷、硅等多个水质状态变量及其相互作用,成功地应用于近岸海域的水质模拟.为海域环境影响评价、环境规划、环境管理、污染控制及综合防治等提供科学依据和可靠的手段.     

多水源供水管网余氯浓度优化调度

目前建立的基于管网水力模型的水质计算模型都是静态的,即假定管网中各传输单元的余氯衰减系数固定不变,这对多水源管网且各水厂出水余氯浓度差异较大的管网系统是不适用的.通过建立符合实际工况的多水源水质计算模型,运用遗传算法求解,得到在满足供水管网余氯浓度要求的前提下各水厂出水的优化余氯浓度值.将该模型应用于实际管网,为实际管网的水质调度提供了重要依据.     

基于人工智能技术的矿井水害来源识别模型库的建立方法研究

为了建立合理的矿井水害识别模型库,以便提高水害来源识别的准确率,提出了建立水害识别模型库(水的水化学模型)的原则和方法技术。这个原则是各类水害来源模型内部的类内离散度尽可能小,使其具有代表性;各个模型之间的类间离散度尽可能大,以便清楚的区分各个水害来源的总原则。给出了描述这个原则的数学公式以及实现上述原则的方法技术。在山西潞安环保能源开发股份有限公司的多个煤矿进行了生产性验证。生产实践证明提出的原则和方法技术是可行的、识别矿井水的来源(判定水的类型)的准确率可达到95%。     

海洋可控源电磁探测技术海底工程勘探应用研究

摘要：
采用可控源电磁法进行海底工程及资源勘探,采用垂直磁偶极装置拖曳测量,分析了上覆海水对于感应电压曲线的影响及剖面图的理论形态;进行了线圈小型化研究,通过计算和实验得到能够用于海底探测的磁偶极装置的参数;基于以上理论研究完成了海底模型实验及输油管线探测实验,准确地探测到海底异常及输油管线位置及深度.
关键词：
海洋可控源电磁法; 电导率; 垂直磁偶极装置; 中心回线装置; 海水影响
中图分类号： P 631, P 738
文献标志码： A     

缺水地区水资源优化分配模型研究

本文应用大系统分解协调法建立地区水资源优化分配数学模型，以递阶动态规划法阐明了求解地区水资源优化分配数学模型的思路，即“化大为小”和“集小成大”，所谓“化大为小”即将复杂的大系统优化问题化为易于求解的“小”系统优化问题，在求解小系统优化问题的基础上，将它们组合起来，利用动态规划法逐级优化，求出原复杂大系统问题的最优解，并以实例说明模型的求解过程．本模型更适于求解非线性、多变量、多约束的复杂大系统同题．适用于不同地区水资源优化分配．     

基于改进的主成分分析和集成综合评价法的水质评价

针对传统主成分分析对非线性数据处理的不足,提出了一种改进的主成分分析方法：首先利用对数变换对原始非线性数据进行线性化,然后利用均值化进行无量纲化处理,所得结果尽可能最大保留原始信息,同时大大降低了数据维数.同时,改进综合评价函数,结合熵值法,提出了集成综合评价方法：即首先利用传统主成分分析得到综合评价值,再利用熵值法得...     

供水管网模型水质不确定性研究

供水管网模型是保障供水管网水质安全的重要手段,受输入参数不确定影响水质模型计算的水质值是不确定的;为研究节点基本用水量、水损系数、主体水反应系数和管壁反应系数对供水管网水质特性的影响,提出了在假定他们的随机变化服从正态分布的条件下,采用蒙特卡罗随机抽样法,应用动态的水质模型计算得到节点水质的分布特征,给出了算法在管网中的应用;结果表明：当所有不确定输入参数共同作用时,节点水质的不确定性最大,水质反应系数是对节点水质不确定性影响程度最大的参数.     

基于多维参数估计的河流水质数学模型研究

河流水质数学模型的建立可以为河流中污染物排放与河水水质提供定量关系.通过对河流的参数同时估值,该方法的优点是从模型的整体出发,计算模型中的参数,从而大大提高了所选模型的可靠性.     

水质分析法在判定矿井涌水水源中的应用

以煤峪口矿矿井涌水为例,阐述了矿井水质的“时空”研究方法,对如何利用水质分析法确定矿井涌水水源进行了详细论述,为煤矿安全生产,正确判断矿井涌水水源及预测矿井涌水量提供了科学的依据。