水污染应急技术预案智能生成模型建立及案例应用.pdf

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1、博士学位论文水污染应急技术预案智能生成模型建立及案例应用MODELESTABLISHMENTANDCASEAPPLICATIONOFINTELLIGENTGENERATIONOFEMERGENCYTECHNICALPLANFORSUDDENWATERPOLLUTION刘仁涛哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：X321学校代码：10213国际图书分类号：628密级：公开工学博士学位论文水污染应急技术预案智能生成模型建立及案例应用博士研究生：刘仁涛导师：王鹏教授申请学位：工学博士学科：环境科学与工程

2、所在单位：环境学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:X321U.D.C.:628DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringMODELESTABLISHMENTANDCASEAPPLICATIONOFINTELLIGENTGENERATIONOFEMERGENCYTECHNICALPLANFORSUDDENWATERPOLLUTIONCandidate：RentaoLiuSupervisor：Prof.Pen

3、gWangAcademicDegreeAppliedfor：DoctorofEngineeringSpecialty：EnvironmentalScience&EngineeringAffiliationSchoolofEnvironmentDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要本论文以河流突发化学品污染为研究对象，针对我国在应对突发水污染事件处置过程中所涉及的主要技术问题，

4、在充分调研国内外相关研究现状基础之上，系统开展了突发化学品污染处置过程中水质预测预报、应急启动判别、应急技术筛选评估、应急材料选择优化模型研发等方面的研究工作。研发基于小波降噪-混沌最大Lyapunov指数的水污染水质预测预报模型，并通过淮河及波托马克河实际案例对模型进行验证分析。该模型具有计算简单、能克服数据波动影响等优点。通过对淮河COD浓度预测的验证分析，最大相对误差为15.66%，平均相对误差为6.15%。与人工神经网络、自回归移动平均模型以及最大Lyapunov指数预测模型相比，具有更高的预测

5、精度。对波托马克河（监测周期15min）和淮河（监测周期7天）DO浓度监测数据的预测进行对比，波托马克河最大相对误差4.76%，比淮河低1.35%；平均相对误差1.18%，比淮河低1.17%。据此可知，短时间间隔数据时间序列具有更高的预测精度。研究建立基于水污染威胁度和熵权G1法的突发水污染应急启动判别模型。主客观相结合的熵权G1法，既保持了主观G1法思路清晰、计算简便的优点，又继承了熵权法客观性的特点。计算突发水污染特征污染物对下游取水口的威胁程度，采用应急处置启动判别模型判断是否立即启动应急处置技术

6、筛选流程，为应急处置决策提供技术支持。以浊漳河苯胺污染事件为案例，经模型计算得到该事件对邯郸市的水污染威胁度为76.842，评价等级为Ⅰ级（特别重大威胁），据此判定需要立即启动应急技术筛选流程进行应急处理。突发水污染应急技术筛选与评估采用基于熵权G1法和CBR案例检索的应急技术初筛模型、以及基于ITF-TOPSIS（区间三角模糊多属性群决策模型）的应急技术深度筛选与评估模型。引入三角模糊数，能更好切合水污染事件信息具有一定模糊性的特点；用区间数表示三角模糊数上下限，更客观完整地描述决策信息；熵权G1法能

7、使赋权结果更具客观性和合理性。浊漳河苯胺泄漏污染事件案例应用研究结果表明，“投加混凝剂、活性炭坝拦截技术”的评估值为0.7673，高于初筛结果中其它两种技术。本方法筛选出的技术与实际采用的技术相一致，并与文献报道的其他筛选方法结果吻合，验证了该方法的可靠性与可行性。突发水污染事件应急技术措施决定后需要使用应急材料，应急材料筛选采用基于熵权G1法和CBR案例检索的应急材料初筛模型、基于多重CBR模型和DDRS（差异驱动案例修正策略）的应急材料深度选择与优化模型。该模型的建立，弥补了从前在突发水污染应急处置

8、中应急材料全凭主观决定的缺陷。对浊漳I-摘要河苯胺泄漏污染事件进行了案例应用研究，结果表明，应用应急处置材料初筛模型，得到最相似工况（相似度80%）的解决方案为“果壳炭+聚合氯化铁+聚丙烯酰胺”。进一步应用应急材料深度选择与优化模型，对初筛结果进行优化，结果为“椰壳炭+聚合氯化铁+聚丙烯酰胺”，该模型具有较强的实用性和可行性。在上述研究工作基础上，基于VisualStudio平台、C#语言以及MATLAB语言，研究建立突发水污染应急技术预案