基于地下水污染修復(fù)的生態(tài)風(fēng)險評價與優(yōu)化控制研究

沈小帥

江蘇環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院股份公司 江蘇南京 210000

1 地下水石油污染概述

1.1 地下水石油污染現(xiàn)狀

在我國，地下水發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用，它是重要的戰(zhàn)略資源，地下水資源的循環(huán)利用已成為當(dāng)前亟待解決的問題之一。在全球范圍內(nèi)，石油的使用十分廣泛，然而，石油需要通過開采、煉制、運(yùn)輸及儲存環(huán)節(jié)，如果出現(xiàn)泄露或者拋灑問題，到地面上就可能憑借重力及毛細(xì)力作用滲透到包氣帶，隨著時間的延長，石油會滲透到地下水中引發(fā)地下水污染。當(dāng)油氣田的開發(fā)數(shù)量和程度逐漸加大時，地下水遭受的污染程度越來越大。此外，污染事故也在不斷爆發(fā)，例如：俄羅斯油輪在刻赤海峽的重油泄漏及利比里亞籍油輪在西班牙信息北部海域的石油泄漏事件，體現(xiàn)了在全球范圍內(nèi)，地下水污染的普遍性和嚴(yán)重性，對于地下水污染進(jìn)行修復(fù)治理是當(dāng)前亟待解決的問題。

1.2 地下水石油污染危害

石油的組成成分有多種，其中包含烷烴、環(huán)烷烴和一些金屬化合物等，一些組織與其他物質(zhì)結(jié)合可能產(chǎn)生毒性。一旦石油當(dāng)中所含的化合物因石油的泄露滲透到土壤當(dāng)中，會造成土壤中的有效氮與有效磷的含量越來越少，使得土壤環(huán)境越來越差。此外，土壤的通透性逐漸降低，嚴(yán)重影響了植物的呼吸作用，繼而限制了作物的良好生長，造成作物品質(zhì)的降低。被石油污染的植物作物會對人類的生命健康形成十分嚴(yán)重的影響。如果把被石油污染的地下水用于人類的日常飲用，會對人類的神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響，甚至?xí)斐砂┳儭?/p>

2 基于環(huán)境網(wǎng)絡(luò)分析的地下水生態(tài)風(fēng)險評價

2.1 研究方法

為了進(jìn)一步分析地下水污染情況，客觀的做出評價，可以利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行分析，提取更加有效的信息，將有效的信息進(jìn)行整合?；诃h(huán)境網(wǎng)絡(luò)分析的地下水生態(tài)評價建立在網(wǎng)絡(luò)條件下，主要是將傳統(tǒng)的信息利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，成為網(wǎng)絡(luò)可以直接識別的信息，以流量的形式進(jìn)行傳輸，減少信息的丟失。以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建的信息網(wǎng)絡(luò)模型具有三大功能：第一個功能就是從人的行為的角度出發(fā)，探究人的行為引起的地下水污染，從根源上分析地下水的形成的影響因素，還要從人類活動的特征出發(fā)，探究地下水的成因。第二，利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更加全面的分析地下水生態(tài)系統(tǒng)，從而做出準(zhǔn)確的評估，使結(jié)果的真實(shí)性更高。第三，利用換機(jī)網(wǎng)絡(luò)分析地下水生態(tài)系統(tǒng)，從監(jiān)督的角度出發(fā)，完善監(jiān)督制度，引進(jìn)先進(jìn)的監(jiān)管設(shè)備，并將監(jiān)督數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理，準(zhǔn)確分析地下水生態(tài)風(fēng)險[1]。

2.2 研究過程

信息網(wǎng)絡(luò)模型以地下水污染和生態(tài)群落為對象構(gòu)建辨析模型，借助生態(tài)群落的內(nèi)在關(guān)聯(lián)構(gòu)建了群落間的彼此作用關(guān)系，對風(fēng)險在群落當(dāng)中的運(yùn)動軌跡進(jìn)行了模擬，分析風(fēng)險的強(qiáng)度。主要作用于以下五個方面:（1）在相同的修復(fù)時間段內(nèi)，同植被相比，土壤微生物具有更大的初始風(fēng)險，所以說，草食性動物與肉食性動物的風(fēng)險是相同的，都為零。（2）植被的初始風(fēng)險并不是確定不變的，受動物關(guān)系的影響，這種風(fēng)險可以借助動物之間的捕食關(guān)系進(jìn)行擴(kuò)散，降低初始風(fēng)險。（3）地下水的直接作用者是土壤，而土壤又作用于植物，所以對直接以植物為食物的動物影響最大隨著食物鏈進(jìn)行擴(kuò)散。

3 基于生態(tài)風(fēng)險約束的地下水雙層決策目標(biāo)修復(fù)優(yōu)化

3.1 研究方法

Bacaken和Mcgill在1973年第一次明確說到借助雙層規(guī)劃方法來處理具有二層遞階結(jié)構(gòu)的工程領(lǐng)域的系統(tǒng)優(yōu)化問題，然而該方法很少被用到地下水方面。通常問題能夠被描述成：上層規(guī)劃問題和下層規(guī)劃問題都具有各自的目標(biāo)函數(shù)、約束條件和決策變量。上層決策者率先確定相應(yīng)的解決方案，下層決策者以此為基礎(chǔ)，依照實(shí)際的目標(biāo)函數(shù)和約束條件，在相關(guān)條件和環(huán)境允許的情況下，確定下層解決方案，并將其反饋至上層，并由上層決策者明確做出適合整體的最終方案決策。也就是說，當(dāng)下屬情況出現(xiàn)時，應(yīng)當(dāng)考慮選擇雙層規(guī)劃的方法加以解決：首先，優(yōu)化問題存在上層決策者和下層決策者，且上層決策者的級別優(yōu)先于下層決策者。上層問題和下層問題擁有各自不同的目標(biāo)、變量和約束，并且一般情況下，上層目標(biāo)和下層目標(biāo)往往是矛盾的。其次，上層決策者優(yōu)先做出決策，下層決策者在此基礎(chǔ)上，根據(jù)自身的約束范圍制定自身的決策，并不是一味地滿足上層決策者。同時，下層決策者的方案同樣會制約著上層的決策空間?？偟膩碚f，隔層決策者是相互依存、相互影響的，是一個密不可分的整體。

3.2 優(yōu)化過程

基于生態(tài)風(fēng)險約束的地下水雙層決策目標(biāo)修復(fù)優(yōu)化要從實(shí)際情況出發(fā)，認(rèn)識到這個項(xiàng)目的優(yōu)化與傳統(tǒng)項(xiàng)目不同，在新的時期下，要完善該優(yōu)化技術(shù)，根據(jù)優(yōu)化需求以及實(shí)際條件建立模型，其次，還要考慮各個因素的關(guān)系，模型中要體現(xiàn)各個因素對地下水的污染影響，以及污染程度。為了進(jìn)一步提高模型的準(zhǔn)確性，還要分析模型中各個數(shù)據(jù)的關(guān)系，從屬結(jié)果，受經(jīng)濟(jì)或者各種因素的影響，同時要與生態(tài)建立聯(lián)系，排除各種不利因素的影響，從生態(tài)的角度出發(fā)，判斷這種因素的影響，可以建立雙層規(guī)劃模型，使模型體現(xiàn)的內(nèi)容更加具體，在最后的生態(tài)評價過程中，可以引進(jìn)參數(shù)進(jìn)行評價，主要依據(jù)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行評價，由于參數(shù)的不確定性比較高，可以取參數(shù)的平均數(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化模型。從整個優(yōu)化過程來看，優(yōu)化的效果是比較明顯的，也從一定程度上減少了生態(tài)污染，降低了修復(fù)成本，滿足現(xiàn)階段的生態(tài)發(fā)展要求[2]。

4 結(jié)語

近年來，地下水污染問題已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注，地下水污染不僅影響人們的日常生活，而且還增加的環(huán)境負(fù)荷，成為降低環(huán)境質(zhì)量的重要因素，這些因素也給人們的生活帶來了很大的困擾，本文的重點(diǎn)是分析地下水的污染因素，通過對這些因素的分析，總結(jié)地下水污水的修復(fù)方案，對地下水系統(tǒng)進(jìn)行客觀的生態(tài)評價，提高其經(jīng)濟(jì)價值。