基于能源、環(huán)境與健康的地下水修復優(yōu)化模型研究.pdf

1、在眾多地下水修復技術中，抽出—處理修復系統(tǒng)是當前應用最為廣泛的技術。修復方案決策良好的抽出—處理修復系統(tǒng)具有簡便易行、反應迅速和修復效果優(yōu)良等多方面優(yōu)點;修復方案存在瑕疵的情況下，抽出—處理修復達不到修復目標還浪費大量人力物力資源。因此，在抽出—處理修復實施前進行方案的優(yōu)化決策，可以在盡量降低修復成本的前提下，保障修復效果。另外，健康風險近些年來受到了越來越多的關注。在環(huán)境修復相關研究中，部分研究者將健康風險控制作為類似于環(huán)境標準的約束

2、條件，使環(huán)境修復更加人性化。本研究開展基于環(huán)境標準和健康風險控制雙重約束的地下水污染修復優(yōu)化決策研究，可以更好的保護人體健康并有助于社會可持續(xù)發(fā)展。對地下水模擬優(yōu)化過程的不確定性因素進行處理，能夠提高地下水修復決策的可靠性和有效性，避免修復失敗或過度修復情況的發(fā)生。將包含可再生能源的混合能源系統(tǒng)應用于環(huán)境修復工作中，也是基于保護和修復環(huán)境質(zhì)量為原則，降低修復工作成本的有效手段。本論文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)地下水環(huán)境較地表水

3、環(huán)境更為復雜，地下水污染在通常情況下難以察覺并且對已發(fā)現(xiàn)的污染開展修復也更為困難。為了獲取更多的數(shù)據(jù)并直觀的展示地下情況，需要應用數(shù)值模擬手段預測、分析地下水流動情況和污染物遷移情況，而傳統(tǒng)方法的一大缺點就是運算量大。因此，本文采用逐步二次響應面分析法建立代理方程，并對方程進行檢驗以確保代理方程的可靠性。建立基于逐步二次響應面分析的地下水非線性模型，將水文地質(zhì)條件等修復策略相關基礎參數(shù)作為輸入、目標污染物濃度等修復結(jié)果相關參數(shù)作為輸出，

4、依據(jù)污染物運移轉(zhuǎn)化的模擬結(jié)果，對變量間關系進行研究。研究結(jié)果證明，該方法可以克服地下水模擬缺乏數(shù)據(jù)和精確度較低的問題，并縮短計算時間提高效率。
　　(2)在代理模型研究成果的基礎上，建立抽出—處理修復優(yōu)化決策模型，首先關注環(huán)境標準約束和修復期等因素對優(yōu)化決策的影響。國家、地區(qū)之間以及水用途不同，地下水環(huán)境標準存在較大差異。另外，地下水賦存形態(tài)使得污染物濃度的分布也是不均勻的。本研究通過設定一系列環(huán)境標準濃度梯度和修復期，并引入模糊

5、集方法對環(huán)境標準約束進行處理，各種修復方案均有對應的滿意度指數(shù)。研究結(jié)果表明，該優(yōu)化決策模型可以在各種修復情景下提出相應的最優(yōu)化修復方案建議;模糊的環(huán)境標準約束使模型輸出了更多樣化的修復方案，而當環(huán)境標準約束波動范圍過大時，修復方案受其影響較低。
　　(3)將健康風險評估引入到所述地下水修復優(yōu)化決策模型中，解決健康風險評價中具有模糊性、隨機性的部分參數(shù)的不確定性，并分析多種不確定性參數(shù)對修復方案決策和健康風險等修復效果相關指標的影

6、響，為決策者提供數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)。在相同的一系列環(huán)境標準梯度和修復期情境下，對比分析環(huán)境標準約束和健康風險約束的效力、考慮和不考慮參數(shù)不確定性方案的健康風險等相關指標的表現(xiàn)和影響健康風險參數(shù)的重要性順序等。研究結(jié)果表明，健康風險相關內(nèi)容的引入，可以彌補環(huán)境標準寬松情況下對人體健康風險的忽略;考慮不確定性健康風險評價參數(shù)的優(yōu)化決策，雖然修復成本較不考慮的情況高，但健康風險水平降低幅度很大;在影響健康風險的幾個不確定性參數(shù)中，暴露頻率是對

7、修復方案影響最大也是最為重要的參數(shù)。
　　(4)在以往的研究中，為了控制成本，大多數(shù)研究者傾向于優(yōu)化修復方案或延長修復期來達到降低抽出—處理修復成本的目的，這些研究主要是盡可能地降低抽吸率，但很可能導致修復效率降低，甚至造成人體健康危害。本論文采取一個新的角度，提出應用混合能源系統(tǒng)和健康風險評價的地下水修復優(yōu)化設計。尋求利用傳統(tǒng)能源和可再生能源的最佳方式，在保障修復效率和人體健康的前提下降低抽出—處理修復的運行成本，并為決策者提供