【摘 要】
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精细模拟地下水中挥发性氯代烃（VCHs）污染修复过程是实现对其进行高效修复的关键。然而以往多数模拟VCHs污染修复过程的研究并未全面考虑VCHs自然衰减性质,势必会造成修复效果的预测误差。同时决策者在进行原位生物修复系统设计时往往需要权衡多个相互矛盾的目标,如最小化修复成本、最小化健康风险、最小化污染物清理时间和最大化修复方案的可靠性等。因此本文首先针对当前VCHs原位生物修复模型的局限性,开发考
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精细模拟地下水中挥发性氯代烃（VCHs）污染修复过程是实现对其进行高效修复的关键。然而以往多数模拟VCHs污染修复过程的研究并未全面考虑VCHs自然衰减性质,势必会造成修复效果的预测误差。同时决策者在进行原位生物修复系统设计时往往需要权衡多个相互矛盾的目标,如最小化修复成本、最小化健康风险、最小化污染物清理时间和最大化修复方案的可靠性等。因此本文首先针对当前VCHs原位生物修复模型的局限性,开发考虑VCHs自然衰减性质的原位生物修复Monod-Natural attenuation（M-Na）模型,精细模拟VCHs原位生物修复过程,并通过算例模拟来验证M-Na模型的可靠性;然后,基于模拟-优化理论框架构建基于多目标快速和谐搜索（MOFHS）算法求解的地下水中VCHs原位生物修复系统模拟-优化模型,并对算例优化结果进行分析;最后提出一种Pareto最优解选取的折衷方案来确定最佳修复方案。论文主要结论如下:（1）考虑VCHs自然衰减性质的M-Na模型与Dual-Monod biodegradation（D-MB）模型模拟结果有较大差异,因此在研究含水层VCHs污染修复模拟过程中,有必要全面考虑VCHs的自然衰减性质。（2）理想算例表明,建立地下水VCHs原位生物修复方案设计多目标模拟-优化模型,基于MOFHS算法对其进行求解,所求出的解均匀分布,均接近Pareto前沿。（3）依据Pareto最优解修复费用的“边际效应”,本研究将Pareto曲线分为三段K1、K2和K3。在选择最佳折衷方案时,决策者可根据对不同目标的倾向选择不同部位的Pareto最优解。（4）采用Morris方法对孔隙度、渗透系数、初始微生物、弥散系数进行全局敏感性分析,本文研究算例中参数敏感性排序由高到低依次为孔隙度、弥散系数、微生物、渗透系数。本文的研究成果不仅可以丰富VCHs反应修复模拟模型,还可以为多目标原位生物修复系统优化设计提供参考。
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