基于網(wǎng)狀電阻率滲漏分析模型的研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加速，固體廢棄物的產(chǎn)量在不斷的增加，對(duì)固體廢物的妥善處置已經(jīng)成為我國(guó)環(huán)境保護(hù)事業(yè)中一項(xiàng)有待解決的關(guān)鍵問(wèn)題，直接關(guān)系著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和人民的生產(chǎn)生活。目前最常用的處理方法是填埋法，填埋法成本低，目前占我國(guó)垃圾處理總量的95％。
　　填埋場(chǎng)內(nèi)的固體廢物中往往會(huì)含有大量的有毒物質(zhì)和重金屬離子，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成了大量的有害物質(zhì)，這些有害物質(zhì)存在于垃圾的滲濾液中，一旦進(jìn)入地下水，將會(huì)破壞水質(zhì)，為防止填埋場(chǎng)滲

2、濾液滲漏污染環(huán)境，危害居民的身體健康，滲漏檢測(cè)成為了刻不容緩并意義重大的工作。目前，國(guó)內(nèi)外存在多種滲漏檢測(cè)方式，但是現(xiàn)有固體廢物填埋場(chǎng)滲漏檢測(cè)裝置普遍存在檢測(cè)成本高、檢測(cè)困難等問(wèn)題。本論文在原有滲漏檢測(cè)思想的基礎(chǔ)之上，針對(duì)成本高，檢測(cè)困難，不易維護(hù)等問(wèn)題，研制了低成本，自動(dòng)化控制的填埋場(chǎng)滲漏檢測(cè)裝置。該裝置適用于固體廢物填埋場(chǎng)運(yùn)營(yíng)期間防滲膜的滲漏檢測(cè)，具有實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能，能夠及時(shí)準(zhǔn)確的定位滲漏位置。
　　本文的系統(tǒng)應(yīng)用了網(wǎng)狀電阻率

3、的檢測(cè)原理。系統(tǒng)利用了檢測(cè)電極交叉供電的方式，循環(huán)掃描整個(gè)場(chǎng)地，經(jīng)過(guò)采樣和處理后得到了整個(gè)場(chǎng)地的土壤接觸電阻率。
　　建立了基于該網(wǎng)狀電阻率檢測(cè)原理的軟硬件模型。上位機(jī)軟件是在 M ic roso ft Vis ua l Studio2010平臺(tái)上，采用C＃語(yǔ)言開(kāi)發(fā)出的一套上位機(jī)檢測(cè)軟件系統(tǒng)。具有用戶(hù)管理，權(quán)限設(shè)置，定時(shí)采樣，手動(dòng)采樣，數(shù)據(jù)管理，記錄查詢(xún)等功能。下位機(jī)的核心處理單元是中泰工控研發(fā)的數(shù)據(jù)采集盒EM9336 BD，是以

4、太網(wǎng)總線(xiàn)接口的多功能數(shù)據(jù)采集設(shè)備，帶有模擬量輸入和輸出、數(shù)字量輸入和輸出、計(jì)數(shù)、看門(mén)狗等功能。上位機(jī)軟件通過(guò)基于TCP協(xié)議的Socket通信，控制下位機(jī)硬件部分進(jìn)行AD采樣，得到場(chǎng)地接觸電阻的實(shí)際采樣值。
　　經(jīng)過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，建立了基于有限元思想的反演模型，該模型含有未知參數(shù)，實(shí)際土壤接觸電阻率。為了求得參數(shù)的最優(yōu)值，對(duì)優(yōu)化算法進(jìn)行研究，利用含有牛頓迭代算子的遺傳算法，對(duì)未知參數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)和擬合。遺傳算法的優(yōu)點(diǎn)是全局優(yōu)化，適應(yīng)性強(qiáng)，但

5、是它的缺點(diǎn)是收斂速度慢，精確度差，局部搜索能力不足，為了改進(jìn)遺傳算法，本論文使用了牛頓迭代法嵌入遺傳算法的方式，對(duì)遺傳算法進(jìn)行改進(jìn)。傳統(tǒng)的牛頓迭代法收斂速度快，局部搜索能力強(qiáng)，但是容易陷入局部最優(yōu)，兩種算法的結(jié)合使用，結(jié)合了兩個(gè)算法的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)避免了兩種算法的缺點(diǎn)，使得求解最優(yōu)的過(guò)程更加高效可靠。利用改進(jìn)的遺傳算法，建立理論值和實(shí)際值的誤差方程作為目標(biāo)函數(shù)，最終求得土壤接觸電阻率的理論最優(yōu)值。
　　有了最優(yōu)的擬合數(shù)據(jù)，利用當(dāng)前值和

6、背景值之間求得變化率的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得了給定時(shí)刻電阻率的變化情況。為了更直觀(guān)的顯示漏洞，滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，本論文用圖形形式把對(duì)漏洞進(jìn)行定位和展示。本論文用matlab2010b和c＃的混編技術(shù)，對(duì)變化率進(jìn)行成圖，在二維彩色平面圖上顯示出漏洞的位置。
　　論文目前有尚未完備的地方，在滲漏檢測(cè)的精確度上有待提高，可以在有限元?jiǎng)澐值臅r(shí)候進(jìn)行更細(xì)致的劃分來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，但是在現(xiàn)有條件下，需要首先保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和采樣數(shù)據(jù)的可用性。多