随机游走粒子追踪优化非均质介质水力屏障：弥散、粒子离散与算法初始化的影响

研究提出一种模拟-优化（SO）框架，将热启动遗传算法与并行随机游走粒子追踪（RWPT）耦合，用于在污染含水层中确定水力屏障（HB）维持溶质羽流捕获所需的最小累计抽水速率 Qtot。作者在随机水力传导率场上开展蒙特卡洛研究，粒子数 Np 取 10^3 至 10^6。 结果显示，最优 Qtot 同时受输运过程、粒子离散和算法初始化影响：仅考虑平流时 Qtot 对 Np 几乎不敏感；加入局部弥散后，Qtot 及其变异性随 Np 增大而上升。粒子离散的影响强烈依赖所采用的回收准则，允许不完全粒子回收时该影响明显减弱。忽略局部弥散可能低估抽水需求，在严格回收准则和高粒子分辨率下尤为明显。热启动初始化通常得到比冷启动更低的 Qtot，并减少计算时间。 研究据此建议在水力屏障优化中显式考虑粒子离散、局部弥散与回收准则，并指出热启动策略可提高 RWPT 模拟-优化流程的计算效率。上述结论来自随机场条件下的数值模拟，摘要未给出具体场地观测或实测验证信息。