跨流域调水工程水污染溯源预测技术

突发水污染事件发生后,采取的溯源预测技术体系如图2.2所示。首先要运用追踪溯源算法,确定污染源信息;再进行水污染事件快速预测,模拟未来一段时间水体中的污染物浓度场分布情况;最后根据浓度场给出水体功能破坏、社会影响、人群健康、水体生态四方面的风险图谱及预警等级图。

图2.2　突发污染溯源预测技术体系

1.突发污染追踪溯源技术

综合确定性方法和概率方法,在智能算法基础上,构建基于耦合概率密度方法(Coupled Probability Density Function,C-PDF)的突发水污染溯源模型。以水动力计算为基础,考虑系统观测误差,通过对污染物正向浓度分布概率密度与逆向位置概率密度进行相关性分析,构建以污染源位置和释放时间为参数的优化模型,然后利用DEA方法实现模型求解。最后依据污染物正向浓度分布概率密度函数构建最小值优化模型求解污染源强度。(https://www.xing528.com)

2.突发污染快速预测技术

传统的水质模拟模型在实际应用中计算效率低,不能完全满足在突发水污染时快速掌握水质迁移转化规律的需求,因此基于物体平衡及运动规律的原理,通过概括、抽象与简化工程问题,采用数学的语言和方法完成建模,建立经验公式,确定水质快速预测模型中的参数,利用合适的数值方法将微分方程组离散为线性方程组,引入适当的初始条件和边界条件,然后编制计算机程序在计算机上求解,并通过实测数据进行模型验证,保证水质快速模拟的可靠性,预测水体水质的迁移转化规律,反映污染物排放与水体质量的定量关系。

3.水质预警技术

建立突发水污染事件动态预警模型,针对分水口、省界断面等不同风险类别受体,构建预警模型,生成风险图谱,用于对利益相关者的信息发布和风险交流。