基于含水层DNAPL污染修复替代模型的多目标优化研究

来源：中国环境科学杂志2016年第11期北京时间：

作者：宋健, 吴剑锋, 杨蕴, 祝晓彬, 吴吉春

单位：1. 南京大学地球科学与工程学院水科学系, 表生地球化学教育部重点实验室, 江苏 南京 210023; /\r\n2. 河海大学地球科学与工程学院, 江苏 南京 211100

摘要：基于Kriging方法建立表面活性剂强化修复DNAPL污染含水层的替代模型，与混合多目标算法NSGAII-HCS（Nondominated sortinggenetic algorithm II-Hill climber with step）耦合，实现修复成本最小化和治理效率最大化的多目标优化.以三维非均质承压含水层中PCE污染物的运移与修复过程为例，采用UTCHEM程序模拟表面活性剂强化修复含水层过程.将Kriging替代模型与多相流模型的输出结果进行对比，两种模型得到的含水层中PCE去除效率的平均相对拟合误差为0.80%，相关系数为0.9992，表明Kriging模型可以有效替代多相流模型.进一步将替代模型的Pareto最优解与相应的多相流模型的模拟值进行比较，得到两种模型的平均相对拟合误差仅为0.70%，相关系数达0.9998，表明在多目标优化的迭代求解过程中可以直接调用Kriging替代模型，而无须重复调用多相流模型的大负荷运算，从而为制定表面活性剂强化含水层修复决策提供一种稳定可靠的多目标优化方法.

关键词：表面活性剂增强含水层修复,DNAPL,混合多目标算法,替代模型,UTCHEM

基金资助：

国家重点研发计划项目（2016YFC0402807）；国家自然科学基金资助项目（41372235，41402198，U1503282）