【技术实现步骤摘要】
一种水污染快速溯源方法及系统
本公开属于河道水污染快速溯源的
，具体是涉及一种水污染快速溯源方法及系统。
技术介绍
这里的陈述仅提供与本公开相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。我国工业化进程与城市化进程在不断加快，与此同时各类危化用品的使用导致突发性水污染事件不断发生。对于输水河道而言，若发生突发性水污染事件，会给人民生命安全及财产带来严重的威胁。为最大程度减小突发性水污染事件带来的损失，就必须快速且准确的溯源出污染源信息并进行处理。此外，完善突发性水污染事件的推断与预测，还有利于进行整体的水体调控与处置。因此，对于突发性水污染事件的溯源研究是十分重要且必要的。专利技术人发现：现有的识别方法主要是通过及时反演污染物在河道中的扩散方程，重建污染物的历史分布来解决溯源问题，李云良等学者用粒子示踪耦合模型并结合野外粒子示踪实验来研究鄱阳湖洪水期污染物迁移路径。但在突发性水污染事件中，污染物的迁移过程受地形、水力环境等复杂因素的影响，很难通过扩散方程准确的再现污染物变化的动态规律。专利技术内...
【技术保护点】
1.一种水污染快速溯源方法，其特征在于：包括如下过程：/n步骤一：从发现待测水体被污染开始，在待测水体的固定断面上按照均匀地时间间隔对待测水体进行采样，并提取水样中的污染物浓度信息；/n步骤二：建立元胞自动机模型来重现污染物在河道中的迁移过程：/n步骤三：基于马尔科夫蒙特卡洛方法在已知污染源先验信息的基础上，构造似然函数，求得污染源的后验概率密度函数，进而将溯源问题转化为对后验概率密度函数的抽样问题。/n
【技术特征摘要】
1.一种水污染快速溯源方法，其特征在于：包括如下过程：
步骤一：从发现待测水体被污染开始，在待测水体的固定断面上按照均匀地时间间隔对待测水体进行采样，并提取水样中的污染物浓度信息；
步骤二：建立元胞自动机模型来重现污染物在河道中的迁移过程：
步骤三：基于马尔科夫蒙特卡洛方法在已知污染源先验信息的基础上，构造似然函数，求得污染源的后验概率密度函数，进而将溯源问题转化为对后验概率密度函数的抽样问题。
2.如权利要求1所述一种水污染快速溯源方法，其特征在于：在所述步骤一中提取水样中的污染物浓度信息后绘制污染物的浓度随时间的变化曲线。
3.如权利要求1所述的一种水污染快速溯源方法，其特征在于：在所述步骤二中建立元胞自动机模型时要确定3个参数：污染物静态扩散系数m、污染物斜角扩散系数d及每个时间步长内的漂移元胞数k，不同的参数组合对应着不同的污染物浓度模拟值。
4.如权利要求1所述的一种水污染快速溯源方法，其特征在于：在所述步骤三中的溯源问题转化具体步骤是：
(3-1)、在智慧水利云平台数据库中搜索相似突发性污染事件，根据以往突发性污染事件确定污染源信息的先验分布：
(3-2)、基于马尔科夫蒙特卡洛方法构造似然函数：
(3-3)、基于贝叶斯方法在所述似然函数和污染源信息先验分布的基础上得到污染源信息的后验分布：
(3-4)、对待溯源参数在先验分布的取值范围内进行抽样得到参数xi，并确定抽样的最大迭代次数；
(3-5)、通过马尔科夫蒙特卡洛方法由先验分布生成参数新的状态x*。
(3-6)、将所述新的参数状态x*带入CA模型中计算参数对应的污染物浓度模拟值；
(3-7)、计算接受概率α(xi,x*)；
(3-8)、在0～1间产生一个均匀分布的随机数u，如果u<α(xi,x*)，则将新样本接受为当前计算样本，即xi+1＝x*，否则拒绝此次采样，将上一时刻样本重复使用作为这时刻样本，xi+1＝xi；
(3-9)、重复(3-5)～(3-8)直至达到迭代次数。
5.如权利要求4所述的一种水污染快速溯源方法，其特征在于：在所述步骤3-2中基于马尔科夫蒙特卡洛方法按照下式构造似然函数：
式1中，p(y|x)为似然函数；n为污染物监测数据的个数；y和f(x)分别为污染物浓度的实测值与模拟值。
6.如权利要求4所述的一种水污染快速溯源方法，其特征在于：在所述步骤3-3中基于贝叶斯方法按照下式在所述似然函数和污...
【专利技术属性】
技术研发人员：李传奇，白冰，夏弘，王薇，杨圭，周唱，张玮，李莹，葛召华，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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