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基于Kriging替代模型的地下水污染监测井网优化设计

         
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摘要

The simulation-optimization method was adopted to optimize the design of groundwater pollution monitoring network in this paper.The optimization model aimed to maximize the coverage of high-polluting areas and considering the transport of pollutants at all times.In order to reduce the computational load,the Kriging method was used to construct the surrogate model of the simulation model.In the optimization process,the surrogate model can be used to replace the relationship between input and output of simulation model.Finally,to assess the fitting accuracy of the surrogate model and the performance of the optimization,a hypothetical contaminated site was taken as a case study.The results showed that the mean relative error of the output between surrogate model and simulation model was less than 0.5％,which was a high fitting accuracy.The optimal detection rate of the pollutant was 3.37mg/L,and the detection rate was 85％,which was much higher than that of the random layout scheme.It indicated that the method can achieve the target of maximize the coverage of high-polluting areas with a small amount of computation.This study provided a stable and reliable method for the groundwater monitoring wells network design.%采用模拟-优化方法进行地下水污染监测井网的优化设计,建立的优化模型以最大化覆盖高污染区域为目标,且综合考虑了各时段污染质的运移情况.为减小计算负荷,研究中引入Kriging方法建立模拟模型的替代模型,来代替模拟模型与优化模型进行耦合.最后通过一个假想案例评估替代模型的拟合精度和优化模型的性能.结果表明:替代模型的输出结果相对误差均小于0.5％,拟合精度较高;通过计算优化模型得到的最优布设方案污染质检出浓度和为3.37mg/L,检出率为85％,远高于随机布设方案.说明该方法能够以较小的计算量实现最大化覆盖高污染区域的目标.本次研究为监测井的布设提供了一种稳定可靠的优化方法.

著录项

  • 来源
    《中国环境科学》 |2017年第10期|3800-3806|共7页
  • 作者

    范越; 卢文喜; 欧阳琦; 常振波; 李孟南; 罗建男;

  • 作者单位

    吉林大学,地下水与资源环境教育部重点实验室,吉林长春130012;

    吉林大学环境与资源学院,吉林长春130012;

    吉林大学,地下水与资源环境教育部重点实验室,吉林长春130012;

    吉林大学环境与资源学院,吉林长春130012;

    吉林大学,地下水与资源环境教育部重点实验室,吉林长春130012;

    吉林大学环境与资源学院,吉林长春130012;

    吉林大学,地下水与资源环境教育部重点实验室,吉林长春130012;

    吉林大学环境与资源学院,吉林长春130012;

    吉林大学,地下水与资源环境教育部重点实验室,吉林长春130012;

    吉林大学环境与资源学院,吉林长春130012;

    吉林大学,地下水与资源环境教育部重点实验室,吉林长春130012;

    吉林大学环境与资源学院,吉林长春130012;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 地下水;
  • 关键词

    模拟-优化; 监测井布设; 替代模型; Kriging方法;

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