阿什河流域突发环境事件应急决策支持系统研究.pdf

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1、硕士学位论文（工程硕士）↑1号字加粗）阿什河流域突发环境事件应急决策支持系统研究STUDYONTHEDECISIONSUPPORTSYSTEMOFSUDDENENVIRONMENTALINCIDENTSINASHIRIVERBASIN王军强哈尔滨工业大学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：公开工程硕士学位论文阿什河流域突发环境事件应急决策支持系统研究硕士研究生:王军强导师:郭亮高级工程师申请学位:工程硕士学科:环境工程所在单位: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Classif

2、iedIndex:X821U.D.C:628DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONTHEDECISIONSUPPORTSYSTEMOFSUDDENENVIRONMENTALINCIDENTSINASHIRIVERBASINCandidate：WangJunqiangSupervisor：GuoLiangSeniorEngineerAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：EnvironmentalEngineeringAf

3、filiation：SchoolofEnvironmentDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要“十三五”期间，国家提出要加快生态文明建设，改善生态环境质量。但是目前在我国河流突发环境事件应急处理处置方面还存在许多需要改进的方面，需要进行更进一步的研究探索以实现国家层面的生态文明建设。本文以阿什河为研究对象，以突发污染物的正向模拟和污染源的反向追踪两条主线为研究思路。针对阿什河目前的环境应急管理现

4、状，利用水质模型WASP和EFDC分别模拟了一维和二维阿什河突发污染物的迁移转化过程，以人工智能算法为核心构建了突发污染源项识别框架，实现污染源项推演。最后探索设计了以“河长制”为中心的阿什河突发环境事件应急预警决策支持平台。突发污染物的正向模拟利用WASP和EFDC水动力-水质模型分别对一维和二维河流突发污染物的迁移转化过程进行模拟。将阿什河从西泉眼水库至阿什河口内监测断面概化为一维河道，并划分为16段，沿途支流概化为6条，利用WASP水动力-水质模型模拟此河段的水动力变化过程，用实际的流量数据进行验证，结果显示各监测河段模拟流量值与实际值相对误差

5、均小于20%，且河流的水动力状况比较稳定，有利于进行突发污染物水质模拟。假设在西泉眼水库发生重金属铅泄漏，模型预测了重金属铅的污染物扩散状况，各河段的重金属铅浓度随时间变化近似呈正态分布。利用二维网格划分软件CLVGrid1.1将阿什河从阿城镇下至信义沟上监测断面概化为二维河道，并沿河流纵向和横向划为5180个网格，沿途支流概化为3条，同理利用EFDC水动力-水质模型模拟了该河段的流速分布状况，用实际的流速数据进行验证，结果表明模拟河流水动力与实际河流水动力状况吻合相对较好。随后利用染色剂模拟突发污染物，结果显示河流右岸的染色剂浓度相对左岸较高，且染

6、色剂浓度随河流长度的增加逐渐减小。污染源的反向推演即以水质迁移转化模型为基础，以人工智能算法为核心，从而构建了污染源反向推演框架。同时，巧妙地将遗传算法和模拟退火法相耦合产生一种新的人工智能算法，将三种污染源反向推演框架应用到Matlab软件仿真假想案例中，结果表明，相对于遗传算法和模拟退火法，耦合遗传算法与模拟退火法产生的新算法具有更好的溯源效率，其对污染源三个参数（污染物排放量、污染物初始排放时间、污染物初始排放位置）的识别相对误差分别为1.1%，3.0%，2.2%，均优于两种经典的人工智能算法识别结果。以“河长制”为中心，利用C语言探索设计了阿

7、什河突发环境事件应急预警决策支持平台。平台主要包括环境应急信息管理、应急指挥调度和辅助决策和突发-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文事故处置评估三个系统。各系统之间通过相互协作，共同完成河流突发污染事件的预警、决策和评估。关键词：阿什河；突发污染事件；正向模拟；反向推演；人工智能算法；预警决策支持平台-II-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractDuringthe"13thFive-YearPlan"period,thecountryproposestospeeduptheconstructionofecologicalcivilizatio

8、nandimprovesthequalityoftheecologicalenvironment.Howev