地下水污染监测网多目标优化设计模型及进化求解

采用模拟-优化方法建立了一个用于地下水污染监测网设计的多目标优化模型,该模型包括最小化监测费用、污染物质量评估误差、污染羽一阶矩评估误差和二阶矩评估误差等4个目标函数,以充分揭示减少地下水污染监测费用与提高污染监测精度之间的权衡关系.将改进小生境Pareto遗传算法与地下水流模拟程序和污染物运移模拟程序相耦合用于求解地下水污染监测网多目标设计模型.算例研究表明,采用进化算法求解监测网的多目标模型,能真实地反映各个目标函数间的权衡关系,并且不用考虑传统方法中惩罚因子的影响.与单目标优化模型相比,多目标优化模型可在较短的时间内得到优化问题的一系列Pareto权衡解,以利于相应条件下决策者选择最为经济有效的地下水污染监测方案.     

北京平原地下水水位监测网优化

文章在北京市地下水水位监测现状基础上,分潜水和承压水对北京平原地下水监测网的监测密度和监测频率进行了优化设计。主要采用编制地下水动态类型图的方法进行了地下水水位监测网的优化,克里金插值法能定量评价依据监测网观测值绘制的地下水水位等高线的精度,因而可以用来评价监测优化结果。并根据时间序列分析和统计检验提供的定量标准优化了地下水水位监测频率。优化后,北京平原共有监测孔400眼,其中利用原有监测孔300眼,新设计监测孔100眼,手工监测频率由原来的每月6次优化为每月1次,专项高频率监测可以由地下水自动监测仪实现。文中还对地下水自动监测仪(DIVER)的监测结果和手工监测结果进行了对比评价,提出了地下水水位监测网的维护、管理措施和信息发布方式。     

湖北省江汉平原重点区地下水监测网优化研究

为开展湖北省地下水监测网络的优化部署,在全省地下水流系统划分的基础上,选取江汉平原重点区地下水系统作为研究区,对该系统地下水监测网进行了优化研究。采用地下水动态类型编图法,从水文地质条件的角度为地下水监测井的布置提供了地质依据。克里金插值法能够定量评价系统内地下水等水位线的插值精度,从而评价监测网密度。研究区现有国家地下水监测工程(自然资源部分)监测井77个,根据监测需求选取临界插值误差标准差值为1.3,优化后新增监测井30个。优化后的监测网有助于获取研究区更加科学全面的地下水动态信息。     

塔里木与扬子新元古代热-构造事件特征、序列和时代——扬子与塔里木连接(YZ-TAR)假设

淄博市大武水源地是中国北方罕见的特大型岩溶-裂隙地下水水源地,地下水开采量为52×10~4m~3/d。为了对岩溶地下水进行有效监测,需要建立最优的地下水监测网。文中在对岩溶地下水流系统分析的基础上,建立了地下水流系统确定性-随机性数学模型,运用有限元与卡尔曼滤波耦合的模拟递推算法,对大武水源地地下水监测网进行了优化设计,结果显示:现有地下水位动态监测网难以达到监测目标,最优地下水位监测网由14个监测井,每月监测一次的监测频率组成,比现有地下水位监测网减少了2个监测井。     

河套平原浅层地下水动态监测网优化设计

河套平原的地下水动态监测网存在监测井空间布局不合理的问题,限制了地下水研究工作的进一步深入.采用水文地质分析法和克里金插值法,并结合实际情况对河套平原的浅层地下水监测网络进行了优化设计.地下水动态影响因素分区图的编制主要考虑了地貌、包气带岩性、浅水位埋深、含水层渗透系数、年均降水量、年均蒸发量以及地下水开采模数7个因子.结果表明,优化设计的监测网共有监测井428眼,优化后Kriging插值误差标准差为2.53~10.99 m,比优化前(2.75~27.00 m)显著降低,这说明优化设计的监测网精度有很大提高.此外,优化后的监测网不仅能够对河岸带、断裂带、咸淡水交互带、地下水降落漏斗区等关键地段的水位实施监测,还能够满足不同地区对监测井密度的需求,具有一定的参考和实践价值.     

北京市平原区地下水位自动化监测网建设

地下水监测是一项重要的基础性水文地质工作,北京市进行地下水监测已有50多年的历史,为城市建设提供了有效服务。本文介绍了北京市地下水位自动化监测网现状技术特征,提出了监测井空间分布优化与自动化监测设备优化等措施,以进一步提高监测效率与精度,更好地为城市经济建设和环境保护提供有关基础性资料和服务。     

广东省徐闻县垃圾场地下水基础环境分析

徐闻县垃圾场是湛江市地下水环境质量监测网的一环。采用水文地质学及地下水动力学的理论与方法分析徐闻县垃圾场水文地质特征,对垃圾填埋场及周边地下水污染以及土壤污染进行分析评估。对地下水环境问题及成因进行分析探讨,明确了该地区包气带介质透水性良好,中浅层地下水水质量均以Ⅳ类为主,周边的土壤类别为Ⅲ类土。建议对该地区进行持续的地下水监测工作,建立动态监测网络及规范垃圾场管理。     

区域地下水环境监测与未来发展的思考

文章指出了我国地下水环境面临的严峻形势,分析了国内地下水监测体系存在的问题。以北京地区为例,回顾了地下水监测的历史和发展过程,介绍了北京地区1:5万精度的立体分层区域监控网和地下水污染源监控网。针对北京在南水进京和京津冀协同发展的新水情条件下,提出了地下水环境监测网未来发展的对策与建议,指出必须要对监测网定期优化(包括点位密度、监测频率、测试组分)、搭建数据共享平台、争取尽快立法,以确保这项工作顺利开展。     

关中盆地地下水动态监测网络设计与应用

本文在关中盆地现有监测网的基础上,基于GIS技术,采用建设监测剖面与编制地下水动态类型图相结合的方法,对关中盆地地下水动态监测网进行了优化调整,形成4横5纵共9条监测剖面、239个监测点的地下水动态监测网,其中潜水监测井120个,承压水监测井119个;利用原有监测井165个,新增监测井74个。新建监测网能够较全面地控制关中盆地区域地下水动态变化,在2011年＂严重缺水地区地下水监测项目＂中,以动态监测数据为依据,确定了主要干旱区位置,为政府应急抗旱找水打井提供了技术支撑。     

内蒙古呼和浩特市承压地下水水位监测网优化

定量评价地下水监测网的合理性对于准确、经济地获取高质量的监测数据尤为重要。本文针对呼和浩特市平原区现行承压水监测网, 以估计误差标准差作为衡量监测网合理与否的特征参数, 借助ArcGIS地学统计模块, 利用普通Kriging插值模型, 对待测点进行插值, 获取估计误差标准差等值线图。结果表明: 监测水位估计误差标准差范围由优化前的0.47~4.44变为优化后的0.5~0.8(除研究区西南边界附近外), 研究区整体估计误差标准差显著减小, 且全区范围内变幅较小。优化后的监测网在满足监测精度需要的同时, 能够较大程度节省监测网的运行费用。研究成果为呼和浩特市平原区承压水水位监测提供一个较优化的监测网布设方案, 进而为研究区承压地下水的合理开发利用以及相关环境地质问题提供真实可靠的数据支撑, 具有重要的应用价值。     

地下水污染监测部署和工作任务研究

地下水污染早已成为一个全球性的问题,如何有效的监控地下水污染,即时了解水质水环境状况,针对污染情况提出相应的防治建议和意见,并为经济社会的发展提供依据,这都需要我们定期对地下水污染进行监测研究,建立污染监测网,定期对水质进行取样分析,对水质污染情况进行预报预警。本文从以上角度阐述了地下水污染监测的工作过程。     

地下水动态监测网的部署和调整探讨

本文根据我国地下水动态监测网的任务、目的和服务对象,将地下水动态监测网分为两类二级。并在此基础上,重点讨论了国家级地下水动态监测网的观测内容、频率、部署原则和部署调整的工作流程。     

基于MAROS平台的地下水污染监测网优化设计

以东北地区某石油烃污染场地为例,在充分掌握研究区内地质、水文地质条件以及相关污染监测数据的基础上,以最优化监测决策支持系统——MAROS为平台,对研究区内现有地下水污染监测网进行优化设计。在阐述数理统计方法、Delaunay方法以及修正的CES方法原理的基础上。分别对区内单井浓度变化趋势和监测网系统污染物质量的空间矩特征、监测井的冗余性以及单井监测频率的有效性进行了分析:基于MAROS平台优化结果,并结合现有地下水污染监测网中取样点的冗余性、空间分布以及监测频率的有效性的分析,提出了该研究区的地下水污染监测网的优化设计方案并分析了其相关影响因素及不确定性因素的影响。研究结果显示,在现有地下水污染监测网中可以去除5口监测井,并根据每口井中污染物浓度的变化趋势、空间分布及其冗余性调整为一年四次、一年一次、两年一次或不监测,进一步提高区内地下水污染监测网的监测效率、降低监测费用,并对地下水污染防治和修复工作具有重要的指导意义。     

Delaunay方法的改进及其在地下水污染监测网设计中的应用

地下水污染监测网的设计包括取样点在空间上的采样位置和时间上的取样频率这两方面的确定,其目的是为了准确刻画污染羽在含水层中随时间的变化状况。介绍了一种新的基于Delaunay三角形剖分方法用于地下水污染监测网在空间上的去冗余设计。同时,针对Delaunay方法没有考虑含水层参数变化和不能新增必要监测点的缺陷,提出了改进措施。改进的Delaunay方法可以直接与污染物的运移模型耦合,通过获取的含水层参数能够比较好地检验监测网在空间上的去冗余设计效果。实例研究表明,该方法在保证监测精度的基础上,能够找到最优的空间取样位置点,同时与改进前相比,利用该方法得到的地下水污染监测网能更加客观地反映污染物在含水层中的空间分布特征。     

区域地下水位监测网优化设计方法

区域地下水位监测提供了定量评价含水层地下水位持续下降及其对环境影响必不可少的信息。历史上的地下水位监测网是为了评价地下水资源或监测水源地降落漏斗而设立的,目前它们已经不能适应为流域水资源综合管理提供必需的信息。本文在综述国际地下水位监测现状的基础上,介绍了区域地下水位监测网优化设计的方法。采用地理信息系统编制的地下水动态类型图为地下水位监测井位置的选择提供了坚实的水文地质基础;克里金插值法能定量评价监测网观测值绘制的地下水位等高线的精度,因而可以用来定量设计地下水位监测网;时间序列分析和统计检验提供了优化地下水位监测频率的定量标准。这些方法已被应用于北京平原、乌鲁木齐河流域和济南岩溶泉域,其成果将在本刊分期发表。     

大庆油田西部地区地下水动态监测网优化设计

大庆油田地下水动态监测,网（用水文地质定性方法建立）历经30多年的开采，需要进行定量优化设计，本次研究采用卡尔曼滤波技术与地下水流系统确定－－随机性数值模型相耦合的方法，首先对现有监测网进行质量评价，计算结果表明：监测网在漏斗区（地下水集中开采区）应增加监测孔的数目，调整监测孔的位置，为此，我们拟订了6套12个备选方案，从中选取了由88个监测孔组成的监测网，此监测网无论从监测目标上还是经费上都是最优的。     

万州滑坡深部位移和孔隙水压力监测系统建设和初步分析

为了减少崩塌、滑坡等地质灾害可能对三峡万州库区造成的损失,在万州地区建立了滑坡综合监测系统,其中对深部位移监测网和地下水监测网的设计原则、施工技术进行了论述,并对监测结果进行了初步分析。     

我国地下水动态监测网优化布设方法研究综述

我国地下水动态监测网建设存在监测井点布设不合理、站网密度较低等问题。针对这种状况,阐述国内外应用较多的地下水监测网优化方法,并列举出相关工程应用实例,对未来我国地下水监测网建设提出从推进相关规范标准,应用优化方法、加强站网布设及监测频率等方面推进我国地下水检测站网建设。     

再生水灌溉之地下水影响的监测研究

依据再生水灌溉对地下水影响途径分析,建立地表再生、包气带土壤水和地下水监测网系统三位一体的综合试验站,研究再生水灌溉对地下水的影响机理。     

北京率先建成国内最先进平原区地下水环境监测网系统

记者从北京市地勘局获悉,历时3年、总投资8476万元的北京平原区地下水环境和重要污染源监测网日前建成,1182个＂地眼＂实时监测京城地下水,这意味着北京率先建成国内最全面、最先进的平原区地下水环境监测网系统。