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。     

介绍一种优化地下水污染监测网的软件--MAROS

MAROS是首个基于Windows平台利用MicrosoftAccess和MicrosoftExcel开发出来的用于地下水污染监测网优化设计的决策支持系统软件。该软件通过统计分析监测区域有关数据在时空上的相关分析结果,来确定监测网在时间上的取样频率和空间上的分布密度,从而保证以最省的监测费用获得地下水污染物随时间和空间变化的最全面信息。本文简单地介绍了MAROS的设计原理和模块组成,并对该软件的优缺点进行了评述。     

南阳市城市地下水监测网优化设计

深入研究了河南省南阳市城市地下水系统,分析了现状地下水监测工作存在的问题,全面系统、经济合理、科学地设计了南阳市城市地下水监测体系,加强对城区段白河水文要素的监测,满足监控地下水资源质和量的变化及研究需要,为合理开发利用和保护地下水资源,保障城市饮水安全服务.     

鄯善县地下水监测网优化研究

分析鄯善县地下水监测网的现状和存在的问题,用水文地质分析法对现有监测网进行优化。根据存在地下监测井太少且局部监测井偏大,提出优化方案封堵原有两眼监测井,保留原有16眼监测井,新增加51眼监测井。     

地下水污染监测网的设计研究进展

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。概要地回顾了近20年来地下水污染监测网设计的研究成果。分别介绍了统计方法、模拟方法和模拟-优化模型 等监测网设计方法的研究进展。监测网设计方法的选择取决于最终的监测目的以及可供利用的基础资料。指出参数的不确定性是影响污染监 测设计结果的最重要因素。如何将地下水污染监测网设计的理论研究真正与实际应用相结合是今后的主要研究方向。     

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。     

参数空间变异性下地下水污染监测网多目标优化机制研究

基于野外实际含水层参数存在空间变异性的客观事实,研发概率Pareto遗传算法(Probabilistic Pareto genetic algorithm,PPGA),用于求解考虑含水层参数空间变异性下地下水污染监测网多目标优化设计问题。PPGA在ε-改进非劣支配遗传算法(epsilon-dominance non-dominated sorted genetic algorithm II,ε-NSGAII)的基础上通过添加概率择优排序和概率拥挤度技术,寻求考虑参数空间变异条件下地下水污染监测网模拟—优化耦合模型的Pareto最优解。将优化结果与蒙特卡洛(Monte Carlo,MC)模拟分析结果进行对比,验证优化结果的可靠性。算例求解结果表明:在求解考虑参数空间变异性条件下地下水污染监测网多目标优化设计问题时,PPGA优化所得Pareto最优解变异性小,可靠性高,可为决策者提供一系列稳定可靠的监测方案。     

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.     

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。     

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.     

基于Kriging法的淮北平原浅层地下水监测网优化分析

采用Kriging法对淮北平原现有的地下水监测网进行空间插值模拟,计算克里金方差,评估其有效监测网有效精度,根据评估结果可对地下水监测网进行合理的优化,有效的提高监测网的精度。     

北京平原区地下水水质监测网优化设计

文章分析了北京地下水水质监测和水质变化的历史和现状。应用DRASTIC评价方法对平原区进行了易污性评价并获得易污性分区图。叠加地下水易污性分区图、地下水价值分区图和地下水源保护区图生成地下水保护紧迫性分区图。编制了地下水污染源分布图。合并地下水保护紧迫性分区图和地下水污染源分布图获得地下水污染风险分区图。以地下水污染分区图指导地下水水质监测网的设计,调整地下水水质监测孔的密度。优化后的北京平原共有监测孔538眼(组),其中分层监测井136眼(组),新设计监测孔343眼。结合地区地下水水质年内变化规律调整监测频率。建议浅层极易污染区每年丰枯期各取1次样,其它地区每年枯水期取1次样。承压水每2年在枯水期取1次样。     

地下水污染预测的逆问题

1 前言地下水的流动是我们用眼晴不能直接看到的现象。由于不能直接掌握地质构造的程度和地下水流动特征,对其解释说明,往往有许多困难。另外与其相关的地下水污染问题、污染物在地下水中运移机理的解释更为困难。因此,不得不间接地通过室内实验观测,推断复杂多变的,含水介质中的地下水的状况。在这种情况下,为了推断科学、合理,将地质介质和地下水当成一个总的地下水系统,并     

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。     

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.     

考虑污染物扩散风险的场地地下水污染多层次风险评估方法

地下水中污染物具有迁移性和扩散性,会对下游敏感受体造成威胁,目前场地地下水风险评估主要关注人体健康风险,还未能综合考虑地下水污染的整体风险,尤其是忽视了污染物迁移引起的对下游敏感受体的风险。本研究基于“源-径-汇”模型构建了考虑污染物扩散风险的场地地下水污染风险评估的指标体系与风险评估模式。在指标体系构建方面,重点考虑场地地下水的污染源、迁移路径和敏感受体3个方面。在风险评估模式方面,根据场地不同地下水污染状态开展3个层次的风险评估。基于假想的铬污染场地开展了案例分析,设置了地下水污染状态的4种情景,利用Wexler溶质运移模型计算了地下水污染羽的时空变化,并针对地下水污染的不同层次开展了风险评估。结果表明,在场地地下水污染羽未到达场地边界的2种情形中,场地地下水的风险评分分别为4.0,6.2,分别属于低风险与中风险。在场地地下水污染羽到达或超出场地边界的2种情形中,场地地下水的风险评分分别为7.0,8.8,分别属于中风险与高风险。综合而言,本研究构建的方法能够用来对场地地下水进行系统全面的评估和对比,能够根据风险结果对污染场地进行有效的分级管控,为污染场地的风险管控提供技术支撑。     

地下水污染及其监测治理问题

地下水污染及其监测治理问题当前超量开采和水质污染已构成地下水资源的主要危机。实践中人们已认识到,采取相应的对策,超量开采问题是可以得到缓解或避免的。水质污染问题,生态环境受到严重破坏,日趋严重。采取卓有成效的措施解决地下水水质污染问题已是水文地质工作...     

地下水污染强度反演的数值方法

对淄博市张店沣水南部区域地下水的硫酸污染问题进行了初步探讨,利用1988～1999年间的观测数据,对污染强度进行了数值反演,计算结果与实际估计值基本吻合.