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遗传算法在水污染治理中的应用

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:如何减少水污染带来的危害,在发生污染事件时如何尽快地采取应急措施将污染降低得尽可能的小,已经成为供水管网领域最热的研究课题。为了预防水污染事件造成重大灾害和损失,城镇供水管网需要安装配置饮用水安全实时监测系统。目前,主要依靠水质传感器采集的信息判断水污染是否发生,然后通过盲目的全管网断水减少安全风险,这往往会引起社会不必要的用水恐慌,导致巨大的经济损失。

遗传算法在水污染治理中的应用

饮用水是人类赖以生存的必需品,其安全性与可靠性一直备受人们关注。近些年,突发性水污染事件频频发生,给社会造成了严重的灾害和损失,通过在城镇供水管网中布置水质传感器对饮用水进行实时监测,可有效预警和降低安全风险,对社会来说具有重要意义。美国发生9.11恐怖袭击事件后,大部分国家都开始越来越关注城镇供水管网的安全问题,担心供水系统遭到恶意的恐怖袭击,因此,对于突发性水污染事件的研究也逐渐成为大家研究的热点。而在我国,随着近年来工业化、城镇化水平的不断提高,日常生活中的饮用水安全正受到严峻的考验,城镇供水管网突发性水污染事件经常发生[1-3]。因此,由于供水管网突发性污染事件频繁发生,饮用水安全问题重新引起人们广泛的关注[1]。如何减少水污染带来的危害,在发生污染事件时如何尽快地采取应急措施将污染降低得尽可能的小,已经成为供水管网领域最热的研究课题。

为了预防水污染事件造成重大灾害和损失,城镇供水管网需要安装配置饮用水安全实时监测系统。供水管网系统中,通过在关键节点或水源安装水质传感器,可以实时地监测管网节点水质。根据我国卫生部2012年卫生监督工作报告,目前已经在全部省市地区和30%的县城中布置了2.86万个水质传感器。目前,主要依靠水质传感器采集的信息判断水污染是否发生,然后通过盲目的全管网断水减少安全风险,这往往会引起社会不必要的用水恐慌,导致巨大的经济损失。如果能依靠水质传感器采集的信息,对污染源头定位,确定污染源头的精确位置及污染物的注入时间等信息,从而实现对供水管网进行局部断水,这将会减少经济损失,降低水污染带来的社会影响。因此,开展对城镇供水管网污染源定位问题的研究具有重要的现实意义。(www.xing528.com)

污染源定位问题的难点在于:解的非唯一性。考虑到经济等因素,一般在城镇供水管网中放置的水质传感器的数量远少于管网节点数目,因此利用有限的水质传感器的检测信息预测整个管网污染物注入状态,可能会得到多个污染物注入场景。但是,真实的污染物注入事件往往只在一两个节点发生,因此该问题是一个典型的多峰优化问题。

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