【摘要】：隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,地下水質(zhì)量每況愈下,其污染已成為全民關(guān)注的世界性環(huán)境問題。因此需積極開展污染場地管理工作,確定地下含水層污染的修復(fù)方案,有效控制和降低污染物排放。數(shù)十年來,已有大量的污染地下水原位/異位修復(fù)技術(shù)被不斷改進和創(chuàng)新。然而,在實際地下水污染治理問題中,面臨各異的污染場地及多種修復(fù)技術(shù),決策者在執(zhí)行巨大耗資的修復(fù)行動之前,需要衡量和綜合場地環(huán)境條件、技術(shù)可行性、未來修復(fù)效果、治理時間長短、國家環(huán)境標準、健康風險標準等多種因素來為該場地量身選擇最適合/最理想的修復(fù)技術(shù)。本論文以地下水可持續(xù)發(fā)展理念為基礎(chǔ),致力于多種不確定條件下地下水溶質(zhì)遷移運輸模擬、健康風險評估和多屬性決策方法等方面的研究,構(gòu)建相應(yīng)的污染地下水修復(fù)決策模型,對不同修復(fù)周期下備選方案進行分析評價,為地下水污染場地修復(fù)技術(shù)的篩選提供理論依據(jù)和決策支持。主要研究內(nèi)容歸納如下:(1)實際地下水污染修復(fù)管理是一個十分復(fù)雜的物理、化學及生物綜合作用的過程,存在諸多不確定性。對于決策者而言,相比模糊隸屬度函數(shù)或者精確概率分布函數(shù),獲得不確定屬性值可能的取值范圍(上限和下限)相對容易很多。因此,本研究提出兩種地下水修復(fù)多屬性決策分析方法用于處理區(qū)間屬性值:基于區(qū)間理論的地下水修復(fù)方案綜合評價方法(IMADM)和基于區(qū)間轉(zhuǎn)換-蒙特卡羅的方案決策分析(MCITA-MADM)。IMADM方法是將區(qū)間理論引入傳統(tǒng)MADM決策分析中,而MCITA-MADM是將區(qū)間轉(zhuǎn)換、蒙特卡羅方法和傳統(tǒng)MADM相結(jié)合的決策方法。本研究將開發(fā)的決策模型用于安徽某電廠污染地下水修復(fù)策略的篩選�；诔槌鎏幚砑夹g(shù),對有限個抽注方案、多個評價屬性進行決策分析,結(jié)合層次分析法計算各方案的優(yōu)劣次序進而從中擇優(yōu)。結(jié)果表明兩種方法均能有效處理上下限已知的區(qū)間輸入,為決策者提供不同修復(fù)周期下的方案排序。(2)在處理多屬性決策問題中,模糊理論已成為處理不確定信息的有效工具。但在實際污染物修復(fù)過程中,由于存在多重不確定性,以常規(guī)三角模糊數(shù)形式表示的屬性信息主觀性過強,會丟失大量的客觀信息,且確定模糊集合的精確上下限比較困難,用區(qū)間值來表示常規(guī)三角模糊數(shù)的上、下限更能準確表達不確定信息。因此,本文開發(fā)了一個基于區(qū)間三角模糊的多準則決策分析方法(IVTF-MADM)來評價不確定條件下地下水備選修復(fù)技術(shù)的優(yōu)劣。將健康風險水平作為決策屬性之一融入地下水修復(fù)決策系統(tǒng)的框架中。采用區(qū)間三角模糊數(shù)表示不同孔隙度下污染物的模擬濃度和健康風險水平的不確定性。將區(qū)間理論與層次分析法相結(jié)合用于求解專家在不同評價屬性下的重要性程度。通過結(jié)合區(qū)間數(shù)可能度的排序運算,將IVTFMADM決策模型用于氯代烴污染地下水的修復(fù)管理中。結(jié)果表明該方法能夠有效分析區(qū)間三角模糊數(shù)輸入的決策信息,并能夠為決策者提供不同修復(fù)方案的排序;通過對比分析,確定數(shù)和常規(guī)三角模糊屬性只是區(qū)間三角模糊屬性的特例,通過IVTF-MADM獲得的排序結(jié)果更具有說服力。(3)地下水污染健康風險評價可將地下水污染和人體健康緊密結(jié)合起來,通過評價地下水污染狀況,量化污染物對人體健康產(chǎn)生的潛在影響,而在整個風險評價過程中存在著諸多參數(shù)的不確定性。因此本研究提出了一種基于模擬的區(qū)間粗糙集多屬性決策分析方法(RI-MADM),目的是為了權(quán)衡各方案在日總抽吸量、總成本和致癌風險水平等屬性下的相互影響及運行效果。在健康風險評價中考慮致癌斜率因子的不確定性,將致癌斜率因子當作隨機變量運用于健康風險評估模型中。通過兩兩組合不同置信水平(即68.3%、95.4%和99.7%)形成區(qū)間粗糙屬性的三個決策矩陣組合。在該模型中,四種修復(fù)周期(即5年、10年、15年和20年)下50種備選修復(fù)方案納入決策分析中,其中每種方案中涉及10個評價屬性值。結(jié)果表明,不同修復(fù)周期下最理想的修復(fù)方案均不相同。通過與傳統(tǒng)的MADM相比,本研究所提出的RI-MADM能夠解決雙重區(qū)間參數(shù)的相互作用以及對決策結(jié)果的交互影響,盡可能考慮了屬性的不確定性并降低了主觀性。(4)傳統(tǒng)不確定MADM方法只能解決存在單一不確定性(即模糊性或隨機性)的決策問題,而在地下水修復(fù)過程中會同時存在模糊性和隨機性,則傳統(tǒng)方法一定程度上導(dǎo)致決策結(jié)果不可靠。因此,本研究提出一個基于云模型與蒙特卡羅的多屬性決策分析框架(CM-MADM)用于污染地下水修復(fù)策略的選擇。模型中采用云模型表示評價屬性的多重不確定性,通過逆向云發(fā)生器算法求解污染物濃度和致癌風險水平的云模型信息。結(jié)合云模型標度的改進層次分析法求解判斷矩陣并計算屬性權(quán)重。深入分析不確定條件下各備選方案之間在某個屬性和整體屬性下的偏好程度,引入蒙特卡羅方法模擬計算基于云模型綜合優(yōu)先級別值的云滴計分值,通過比較數(shù)學期望值或中位數(shù)評價不同修復(fù)周期下最佳抽出處理方案。在評價過程中涉及技術(shù)、經(jīng)濟效益和環(huán)境影響等方面屬性指標。結(jié)果表明,該方法能夠較準確地描述決策信息的模糊性和隨機性,并為識別最適合的地下水修復(fù)管理方案提供決策支持。
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X523

【參考文獻】

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本文編號：2806290