[发明专利]一种人工湿地渗漏的实时监测、精准溯源及原位修复系统及方法

权利要求书

1.一种人工湿地渗漏的实时监测、精准溯源方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：通过设置在例行渗漏监测点处的移动探漏装置，实时获取例行渗漏监测点的水压数据和电导率数据，得到系列水压数据P₁,P₂,...,P_n以及系列电导率数据C₁,C₂,...,C_n，其中，n为例行渗漏监测点的个数；

基于式(1)和式(2)，计算得到实时水压的最大相对偏差值和电导率的最大相对偏差值；

式中，为上一监测周期内第i个例行渗漏监测点的平均水压；为上一监测周期内第i个例行渗漏监测点的平均电导率；

若P≤α且C≤β，则判定人工湿地未发生渗漏；α为P的容忍上限，β为C的容忍上限；

若P＞α或C＞β，则判定人工湿地存在潜在的渗漏情况，执行步骤2；

步骤2：采用粒子群算法，确定潜在渗漏点x₁,x₂,...,x_n+1，由进入动态监测模式的移动探漏装置向潜在渗漏点移动进行渗漏情况监测，实现精准溯源。

2.根据权利要求1所述的一种人工湿地渗漏的实时监测、精准溯源方法，其特征在于：步骤1中，采用网格法在例行渗漏监测点处设置移动探漏装置，具体操作步骤为：

在人工湿地长、宽两个方向按照以下规则一至规则三设置网格线；

规则一：若a或b＜20m，则在中点处划分1条网格线；

规则二：若a或b位于20-40m范围内，则在1/3、2/3位置处各划分1条网格线；

规则三：若a或b＞40m，则从中点处开始，每隔20m划分一条网格线；

其中，a与b分别代表人工湿地长边与宽边的长度；

在网格线交点处设置例行渗漏监测垂线，将移动探漏装置设置在例行渗漏监测垂线上，设置深度为距离防渗膜顶部0～0.5m。

3.根据权利要求2所述的一种人工湿地渗漏的实时监测、精准溯源方法，其特征在于：步骤2中，所述的采用粒子群算法，确定潜在渗漏点x₁,x₂,...,x_n+1，具体实施步骤为：

S210：设置每个移动探漏装置的初始位置为其所在的例行渗漏监测点，其中，表示第i个移动探漏装置初始时刻在长边方向上距离原点的距离，表示第i个移动探漏装置初始时刻在宽边方向上距离原点的距离；并赋予每个移动探漏装置的初始速度为移动探漏装置的工况速度，其中，表示第i个移动探漏装置初始时刻在长边方向上的移动速度，表示第i个移动探漏装置初始时刻在宽边方向上的移动速度；

S220：迭代次数为k时，根据式(3)，计算每个移动探漏装置在当前位置的适应度值；

式中，a₁为水压在适应度函数的贡献权重；a₂为电导率在适应度函数的贡献权重；

S230：迭代次数为k时，对于每个移动探漏装置，将其当前位置的适应值与每个移动探漏装置的历史最佳位置对应的适应值比较，得到更新后各移动探漏装置的历史最佳位置；

S240：迭代次数为k时，将所有移动探漏装置当前位置的最大适应值与全局最佳位置对应的适应值比较，得到更新后所有移动探漏装置的全局最佳位置；

S250：迭代次数为k时，更新每个移动探漏装置位置；

同时更新每个移动探漏装置的速度；

式中，w为惯性权重；c₁为历史最佳位置的加速度常数；c₂为全局最佳位置的加速度常数；

S260：若迭代次数k＜kt，则进入下一次迭代，转至S220；若迭代次数k≥kt，则溯源过程结束，得到各移动探漏装置的最终历史最佳位置和所有移动探漏装置的最终全局最佳位置并将n个移动探漏装置的最终历史最佳位置以及1个所有移动探漏装置的最终全局最佳位置依次标记为潜在渗漏点x₁,x₂,…,x_n+1。