中国环境科学

作者：徐小燕, 霍冉冉, 李惠平, 周佰勤, 杜振齐, 庞维海, 周婷, 董晓晨, 李亚仙

单位：1. 苏州工业园区清源华衍水务有限公司, 江苏 苏州 215021;2. 同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092;3. 哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院, 广东 深圳 518055;4. 山东建筑大学市政与环境工程学院, 山东 济南 250101

关键词：供水管网,余氯,供水距离,THMs,机器学习,SHAP分析

基金：应急管理部四川消防研究所基科费项目(20238814Z)

以苏州某区域供水系统主干管(采样节点间距2km)为研究对象,对干管的水温,余氯,浊度,pH值,UV254和溶解性有机碳(DOC)和THMs等多项水质参数沿程变化开展了为期一年的系统性调查研究.空间尺度分析结果表明,供水管网末端8~10km处的THMs浓度处于相对较高水平;时间尺度分析结果表明,供水管网末端THMs的浓度在6月达到最高峰,浓度为39.06μg/L.选择4种典型机器学习算法构建管网THMs预测模型,可解释的梯度提升树(GBDT)算法能够有效避免模型过拟合,对4种THMs预测精度的R2分别达到0.839,0.906,0.836和0.935.进一步应用Shapley附加解释(SHAP)对GBDT模型对全局解析发现,水温,UV254,DOC和供水距离与THMs生成呈正相关关系,余氯与THMs呈显著负相关关系;SHAP的局部解析表明,供水管网中余氯浓度低于0.45,0.55和0.55mg/L时可显著降低余氯对TCM,BDCM和DBCM的影响权重.基于本研究构建的数据驱动模型,可通过环境因子高效预测THMs的生成浓度,并实时控制余氯投加量防止夏季或管网末端的THMs过量生成.

来源：2026年第1期

《中国环境科学》期刊编辑部

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