不确定性条件下地下水污染监测井网优化设计——基于XGBoost替代模型

作     者：董广齐 卢文喜 范越 潘紫东 DONG Guang-qi;LU Wen-xi;FAN Yue;PAN Zi-Dong

作者机构：吉林大学新能源与环境学院吉林长春130012 长江科学院湖北武汉430010 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(41972252) 国家科技部重点研发计划项目(2018YFC18000405) 

出 版 物：《中国环境科学》 (China Environmental Science)

年 卷 期：2022年第42卷第5期

页      码：2144-2152页

摘      要：在地下水污染监测井网优化设计中,应用模拟优化方法时客观存在的模型参数不确定性往往会影响到设计监测井网的可靠性.针对该问题,重点考虑了渗透系数和污染源释放强度的不确定性,应用模拟优化方法和蒙特卡罗方法求解上述不确定性参数影响下的最优监测井布设方案.为缓解蒙特卡罗方法多次调用模拟模型所产生的巨大计算负荷,本研究建立了XGBoost替代模型,代替模拟模型与优化模型进行耦合.为提高监测井网对实际污染羽的监测精度,污染监测井网优化模型以监测空间矩误差极小化为优化目标.此外,本次研究还考虑了监测井网设计中污染源释放强度的动态变化过程.最后,以抚顺市某煤矸石堆放场地为基础建立假想例子,验证所提方法的有效性.结果表明:***能够有效近似模拟模型的输入输出关系,显著降低了计算负荷.2.空间矩能够有效评估监测井网插值污染羽和实际污染羽的逼近程度,优化设计后的监测井网能够较为准确地捕捉到实际污染羽的状态.3.模拟优化方法结合蒙特卡罗方法能有效求解不确定性条件下最优监测井网的设计问题.本文为地下水污染监测井网设计提供了一种稳定可靠的方法.

主 题 词：地下水污染 监测井布设 模拟优化方法 不确定性 XGBoost替代模型 

学科分类：082803[082803] 08[工学] 0828[工学-建筑类] 0815[工学-矿业类] 0804[工学-材料学] 

核心收录：

D　O　I：10.0000/j.zghjkx.1000-6923.20224218170

馆 藏 号：203111814...