中国环境科学

作者：张双圣, 刘汉湖, 强静, 刘喜坤, 朱雪强

单位：1. 中国矿业大学环境与测绘学院, 江苏 徐州 221116; /\r\n2. 中国矿业大学数学学院, 江苏 徐州 221116; /\r\n3. 徐州市城区水资源管理处, 江苏 徐州 221018

关键词：监测方案优化,贝叶斯公式,信息熵,Kriging替代模型,差分进化自适应Metropolis算法,参数后验均值偏离率

基金：

国家水体污染控制与治理科技重大专项基金资助项目（2015ZX07406005）

针对非均质地下含水层污染源识别及含水层参数反演过程中监测方案优化问题，提出一种基于贝叶斯公式及信息熵最小的累进加井的多井监测方案优化方法.首先，构建假想案例下的二维非均质各向同性潜水含水层水流及溶质运移模型，运用GMS软件进行数值模拟求解.采用最优拉丁超立方抽样方法和Kriging法建立数值模拟模型的替代模型.然后以参数后验分布的信息熵最小为目标函数，采用累进加井的方式进行多井监测方案优化设计.最后根据优化后的监测方案，采用差分进化自适应Metropolis算法进行污染源及含水层参数的同步反演.算例研究表明：在兼顾反演精度及监测成本，并保证每个参数分区内至少有1眼监测井的条件下，5眼井组合监测方案（6，5，1，2，8）为最优监测方案.与信息熵最小的10眼井组合监测方案（1，2，3，4，5，6，7，8，9，10）的参数反演结果相比，5眼井组合监测方案对11个参数α=（XS，YS，T1，T2，Qs，K1，K2，K3，DL1，DL2，DL3）的后验均值偏离率的平均值虽增大1.2%，但监测成本却是10眼井组合监测方案的50%.

来源：2019年第7期

《中国环境科学》期刊编辑部

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