b水庫排污問題數(shù)學(xué)模型(ii)-文庫吧資料
2025-06-15 21:23本頁面
【正文】 abel(39。終止代數(shù)＝39。適應(yīng)度曲線 39。)。,trace(:,2),39。r39。plot([1:r]39。endfigure(hfig)。trace39。Tag39。 end if ishandle(hfig) figure(hfig)。 trace=[trace。 (worestindex)=bestfitness。 bestchrom=(newbestindex,:)。 [worestfitness,worestindex]=max()。 (j)=Aimfunc(x)。 =Mutation(pmutation,lenchrom,... sizepop,fmutation,[i maxgen],bound)。 avgfitness=sum()/sizepop。trace=[avgfitness bestfitness]。bestchrom=(bestindex,:)。 (i)=Aimfunc(x)。 for i=1:sizepop (i,:)=Code(lenchrom,fcode,bound)。 bestfitness=[]。fitness39。 bound=[0 100000]。float39。 pmutation=[]。 fcross=39。float39。tournament39。 sizepop=100。[4] 方子云主編，水資源保護工作工作手冊，河海大學(xué)出版社，1998，7。[2] 姜啟源，數(shù)學(xué)模型(第三版)[M]，北京：高等教育出版社，2003。該加入何種降解物質(zhì)，則要根據(jù)具體的污染物及相應(yīng)的化學(xué)原理來決定。根據(jù)此模型的結(jié)論，在實際生活中，我們可以在兩個或三個地理條件合適的水庫間修建水渠，使彼此獨立的水環(huán)境相互影響，從而降低污染物對干流造成大面積污染的可能性。對于兩水庫相互影響模型，(11)式改寫如下： (22)將(20)、(21)、(22)式代入到(12)、(13)、(14)、(15)、(16)、(17)，(19)式中，同理可討論出在兩水庫相互影響下，可揮發(fā)化學(xué)物質(zhì)使干流發(fā)生大面積污染的可能性，以及控制污染模型。對水庫Ⅱ的污染物計算模型如下：9：00－10：00時段 (16)10：00－11：00時段 (17)11：00－12：00時段閘門勻速關(guān)閉，水流量改變 (18) (19)在(16)、(17)、(19)式中 排放到干流的污染物總量通過控制污染模型，在兩水庫的閘門開始關(guān)閉后，干流污染物的質(zhì)量將比無控制污染時減少，對模型中的變量進行賦值，作圖象(1)，對比控制污染前后，干流污染物的總質(zhì)量變化情況如下：圖(1)由圖(1)可以看出，污染控制模型對排放到干流的污染物質(zhì)量有明顯的減弱作用，可見措施的有效性，根據(jù)此結(jié)果，可運用到實際生活中，詳見模型的推廣。在二維水污染濃度計算模型和點源連續(xù)排放濃度場模型中，由于時間較短，水環(huán)境的降解作用不明顯，故降解系數(shù)，但是我們在控制污染物的過程中，可以通過加入一些針對該種污染物的降解物質(zhì)，使降解系數(shù)增大，從而降低污染物對干流造成大面積的污染。水庫Ⅰ水庫Ⅱ排污口水渠干流相對于水庫來說，水渠的寬度很窄，水流的穩(wěn)定性較高，水渠內(nèi)各點的濃度差不明顯，當(dāng)污染物通過水渠擴散到水庫Ⅱ后，水渠內(nèi)各點的濃度是相同的，等于水渠在水庫Ⅰ的入口處的濃度。在參考文獻[1]中，建立了二維水污染濃度計算模型：方程形式 解析解 (4)為河流在橫斷面處的平均水深，為河流在橫斷面處的平均水深0VbN事故此模型可引用到小江小河江心事故性排放的濃度場預(yù)測，為污染物降解系數(shù)，由于從事故發(fā)生到污染物濃度場的預(yù)測時間較短，水環(huán)境對污染物的降解作用不明顯，故水庫各點的污染物濃度變化是連續(xù)的，由上圖所示的水庫事故發(fā)生后，各點的數(shù)據(jù)情況可得，在時刻經(jīng)過水庫閘門處這一橫斷面的污染物濃度為從點到點的積分：污染物質(zhì)量＝水庫流量污染物濃度由上式可得在時刻閘門處的污染物質(zhì)量為：前一小時： (5)后一小時： (6)為污染物從排放到水中到水庫Ⅰ閘口處開始有污染物的時間 ： 發(fā)生大面積污染的可能性 (7)若水庫Ⅱ在晚上9：00－12：00排放該化學(xué)物質(zhì)，此時干流發(fā)生大面積污染的可能性又如何呢？事故在晚上10：00發(fā)生，到水庫Ⅰ閘門完全關(guān)閉是晚上12：00，在此過程中，水庫Ⅱ從9：00開始排污，討論干流發(fā)生大面積污染的時間應(yīng)改為9：00－12：00，若在這3小時內(nèi)，兩水庫排放到干流的污染物質(zhì)量達到噸，則該干流發(fā)生大面積污染。張玉清[1]對適用于污染濃度定量計算的水質(zhì)模型結(jié)構(gòu)進行了改進，建立了適用于總量控制的二維水質(zhì)模型，能滿足水污染濃度的定量計算。對河流中污染物質(zhì)量的計算遵循以下計算法則：污染物質(zhì)量＝水庫總流量污染物濃度 在事故發(fā)生后的一小時內(nèi)，閘門并未開始關(guān)閉，在這一小時內(nèi)，水流速度不變，水庫Ⅰ任意時刻的流量＝流速閘門總的排水面積，水庫情況如圖所示：VbN (1)在事故發(fā)生一小時后，閘門開始關(guān)閉，關(guān)閉的時間需要一小時，關(guān)閉的速度較慢，對水流的影響不大，而閘門的排水面積在逐漸減小，閘門是以恒定速度關(guān)閉的，則閘門在時刻的排水面積為：一小時后，水庫Ⅰ任意時刻的流量為： (2)從而可推出從事故發(fā)生到閘門關(guān)閉的兩小時內(nèi)，水庫Ⅰ的總流量為與的積分和： (3) 當(dāng)噸化學(xué)物質(zhì)排放到河水中，由于河水的沖釋、河床結(jié)構(gòu)、流速等因素的影響，在不同的河段、時刻，污染物的濃度均不相同，計算污染物的濃度是本模型的難點所在。 分析問題四，干流已經(jīng)發(fā)生大面積污染，對比水體污染物處理的各種手段，不論是化學(xué)、物理還是生物手段都不可能在短時間內(nèi)除去污染物，因此我們只能通過稀釋原理，建立污染物在干流中遷移遷移模型，使干流水體計算體積元內(nèi)該污染物的增量為負值時，從而使得在干流水體污染物的濃度低于危險警戒值時的濃度，才能在短時間內(nèi)達到控制污染。問題三中建立人工水渠就是在問題二的基礎(chǔ)上使水庫1和水庫2發(fā)生聯(lián)系。問題二中提到的情況只是將干流的污染源從一個增加到兩個，那么發(fā)生大面積污染的可能性就要增大。而實際上，污染物在水中達到分布均勻是有一個遷移過程，符合污染物一維遷移方程，但在這樣一個突發(fā)事件要求短時間內(nèi)得到控制的問題中，我們總可以用污染物瞬時混合均勻狀態(tài)模型來代替污染物一維遷移的過程。而泄露到水庫中的化學(xué)物質(zhì)不論是具有揮發(fā)性的，還是急難揮發(fā)的，它們對干流污染的情況總是類同的，因此我們總可以認為污染物是易溶急難揮發(fā)性物質(zhì)。那么上述結(jié)果是否會改變？請給出說明，若有改變，則給出
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