[发明专利]一种突发性重金属水污染追踪溯源的方法

权利要求书

1.一种突发性重金属水污染追踪溯源的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)自动监测站预警：根据自动监测站处的污染物名称和污染范围信息，通过对已有的企业排查名单数据库的初步筛选，得到污染源的初选清单；

2)根据所需排查的重金属污染物特性选取水动力方程进行模拟：根据自动监测站的水文信息和污染物信息，模拟得到水动力模拟数据库；

3)通过时空溯源模型，利用人工鱼群算法求出使该模型的目标函数值最大的解：将自动监测站处的污染物浓度实测值与水动力模拟数据库的模拟值作为时空溯源模型的输入，通过人工鱼群算法求得使目标函数值最大的解x、t，即输出污染源的排放位置和排放时间；

4)通过污染物排放量模型，利用人工鱼群算法求出使该模型的目标函数值最大的解：将时空溯源模型得到的污染源的排放位置和排放时间以及自动监测站处的污染物浓度实测值与水动力模拟数据库的模拟值作为污染物排放量模型的输入，通过人工鱼群算法求得使目标函数值最大的解M，即输出污染物的排放质量；

5)通过时空溯源模型和污染物排放量模型得到的污染源的排放位置、排放时间和污染物排放总量，对初选清单进行再次筛选，得到优化清单，即新的排放该重金属污染物的污染源企业名单；

6)通过对优化清单的污染源企业进行概率计算，按照概率从大到小的顺序排列，得到污染源企业的排查清单，用于根据排查名单的顺序进行企业排查。

2.根据权利要求1所述的一种突发性重金属水污染追踪溯源的方法，其特征在于，所述水动力方程为：

其中，C(x,t)表示污染物在自动监测站A(x_A)下游的污染物浓度分布，M表示瞬时投放到河流中的污染物的质量，x表示污染源距离自动监测站B(x_B)的距离长度，t表示污染源在自动监测站B(x_B)监测到污染物时刻前t分钟排放的污染物，D_x表示河流纵向的弥散系数，u_x表示河流纵向平均流速，A表示河流的断面面积。

3.根据权利要求1所述的一种突发性重金属水污染追踪溯源的方法，其特征在于，所述时空溯源模型的目标函数公式为：

F(x,t)＝max(R)

其中，max为取最大值函数；

时空溯源模型的目标函数的约束条件为：

x_A＜x＜x_B；0＜t＜t_max

其中t_max为t排放时间范围的最大值，其表达式为：

相关系数R公式为：

其中，为表示离散时间内污染物浓度的平均值，表示模拟的离散时间内污染物浓度的平均值，C_i为自动监测站的离散时间的重金属污染物浓度变化序列值即实测值，C′_i为水动力模拟数据库在相同离散时间内的重金属污染物浓度变化序列值即模拟值，n为浓度序列值的个数，i为序列值的下标，污染源的位置范围是(x_A,x_B)；

将max(R)时所对应的x、t的值作为时空溯源模型的输出。

4.根据权利要求1所述的一种突发性重金属水污染追踪溯源的方法，其特征在于，所述污染物排放量模型的目标函数公式为：

F＝max(-F(M))

其中F(M)为污染源排放重金属的总量的函数，其表达式为：

其中，min为取最小值函数；

污染物排放量模型的目标函数的约束条件为:

M_min＜M＜M_max

源强度范围的公式为：

其中，C_i，i＝1,2,...,n，为自动监测站的离散时间的重金属污染物浓度变化序列值，根据x、t通过水动力方程获取；C′_i为水动力模拟数据库在相同离散时间内的重金属污染物浓度变化序列值；M为所求重金属污染物的质量，M′为上述过程中假设的重金属污染物的质量，M_min为所求重金属污染物的质量最小值，M_max为所求重金属污染物的质量最大值。