专利汇可以提供一种模拟有机污染物时空迁移归趋分布的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 实施例 公开了一种模拟有机污染物 时空 迁移归趋分布的方法,具体涉及模拟有机污染物迁移分布领域,包括以下步骤:S1、建立 数据库 ;S2、对研究区域进行网格划分;S3、建立四级逸度模型:整合逸度计算公式、Z值计算公式、D值计算公式、平流计算公式,将这些公式通过Matlab编程平台进行程序化;S4、采用四级逸度模型并配合平流规则进行四级多介质逸度模型模拟。本发明通过对研究区域进行网格化,解决了空间异质性;为每个网格配置一套独立的参数文件,且对应模拟的年份,更符合实际情况;加入平流规则,污染物在网格间的迁移通过平流规则实现,模拟结果更接近实际情况;相对于现有的方法,更接近实际情况。,下面是一种模拟有机污染物时空迁移归趋分布的方法专利的具体信息内容。
1.一种模拟有机污染物时空迁移归趋分布的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、建立数据库,包括:
S1.1、首先,进行区域网格尺度的确定以及对各网格参数进行收集,然后通过收集的数据,得到污染物物理化学参数数据库、排放产量数据库、排放因子数据库、环境参数数据库、风速参数数据库、土地利用参数数据库、网格划分数据库、季节阶段数据库、温度和降雨速率数据库和不确定性分析数据库;
S1.2、由上述步骤中得到的数据库组建整个模型数据库;
S2、对研究区域进行网格划分;
S3、建立四级逸度模型:整合逸度计算公式、Z值计算公式、D值计算公式、平流计算公式,将这些公式通过Matlab编程平台进行程序化;
S4、采用四级逸度模型并配合平流规则进行四级多介质逸度模型模拟,包括:
S4.1、调用已经编好的程序在Matlab上运行,得到不同网格在环境多介质中的浓度及迁移通量;
S4.2、通过灵敏度、不确定性和拟合分析进行模型验证,分析参数有较大误差后,进行参数校正,优化模型;当分析的参数对比无较大误差,则进行污染物时空迁移、归趋特征、赋存浓度预测及暴露风险评估。
2.根据权利要求1所述的一种模拟有机污染物时空迁移归趋分布的方法,其特征在于:
步骤S2中所述的网格划分,具体为利用arcgis将研究区域进行网格划分。
3.根据权利要求1所述的一种模拟有机污染物时空迁移归趋分布的方法,其特征在于:
步骤S3中所述的整合逸度计算公式包括五个环境相的计算公式:
大气:
水体:
土壤:V3Z3dF3/dt=E3+D13F1+D53F3-(D31+D35+DR3)F3
沉积物:V4Z4dF4/dt=D24F2-(D42+DR4)F4
植物:V5Z5dF5/dt=D15F1+D35F3-(D51+DR5)F5
其中1,2,3,4,5分别代表大气,水体,土壤,沉积物,植物;E代表污染物在环境中的排放速率,单位为mol/h;V为环境相的体积,单位为m3;Z为污染物在环境相内的逸度容量,单位
3
为mol/(m·Pa);F是污染物在环境相内的逸度,单位为Pa;D为污染物在各环境间的迁移速率,单位为mol/(Pa·h);DR代表污染物在环境相的降解速率,单位为mol/(Pa·h);∑D(j,i)A和DA分别代表污染物为从网格j平流进网格i和从网格i平流出去的速率,单位为mol/(Pa·h)。
4.根据权利要求1所述的一种模拟有机污染物时空迁移归趋分布的方法,其特征在于:
步骤S3中所述的Z值计算公式包括大气、水体、土壤、沉积物和植物等五个环境相的计算公式,且大气环境相包括气、颗粒相和总相共三个子环境相,水体环境相包括水、悬浮颗粒相和总相共三个子环境相,土壤环境相包括固体和总相两个子环境相,沉积物包括固体和总相两个子环境相,植物包括叶表皮相和总相两个子环境相;其中,每个子环境相对应一个Z值计算公式,具体包括:
大气环境相中的气:Z1=1/RT;
大气环境相中的颗粒相:ZQ=O13×Koa×ρq×Z1×0.001;
大气环境相中的总相:ZA=Z1×X11+ZQ×X13;
水体环境相中的水:Z2=1/H;
水体环境相中的悬浮颗粒相:ZP=O23×Koc×ρp×Z2×0.001;
水体环境相中的总相:ZW=Z2×X22+ZP×X23;
土壤环境相中的固体:Z3=O33×ρ3×Z2×Koc×0.001;
土壤环境相中的总相:ZS=Z1×X31+Z2×X32+Z3×X33;
土壤环境相中的固体:Z4=O43×ρ4×Z2×Koc×0.001;
土壤环境相中的总相:ZSED=Z2×X42+Z4×X43;
植物环境相中的叶表皮相:Z5=Z2×Kow×foc;
植物环境相中的总相:ZVG=Z1×X51+Z2×X52+Z5×(1-X51-X52)。
5.根据权利要求1所述的一种模拟有机污染物时空迁移归趋分布的方法,其特征在于:
步骤S3中所述的D值计算公式包括多介质迁移过程中的计算公式:
大气→水体,扩散过程中,DV=1/[1/(kva×A2×Z1)+1/(kvw×A2×Z2))];
雨溶解过程中,DRW=A2×kw×O13×Sc×ZQ
湿沉降过程中,DQW=A2×kw×Z2
干沉降过程中,DDW=A2×Kdry×O13×ZQ
总过程中,D12=DV+DRW+DQW+DDW
水体→大气,总过程,D21=DV
大气→土壤,扩散过程中,DE=1/[1/k13×A3×Z1)+Y3/(A3×(B1×Z1+B2×Z2))]湿沉降过程中,DQS=A3×Kw×O13×Sc×ZQ
干沉降过程中,DDS=A3×Kp×O13×Sc×ZQ
总过程中,D13=DV+DRS+DQS+DDS
土壤→大气,总过程中,D31=DE
土壤→水体,土壤流失过程中,DSW=A3×ue×Z3
雨水径流过程中,DWW=A3×ul×Z2
总过程中,DSW=DSW+DWW
底泥→水体,扩散过程中,DY=1/[1/ksw×A4×Z2)+Y4/(bmw×A4×Z2))]
再悬浮过程中,DRS=Urs×A2×Z4
总过程中,D42=DY+DRS
水体→底泥,沉降过程中,DDSED=Ks×A2×ZP
总过程中,D24=DY+DDSED
大气→植物,扩散过程中,DG=1/[1/ksw×A4×Z2)+Y4/(bmw×A4×Z2))]
干沉降过程中,DDS=A5×kdry×ZQ×Idw
湿沉降过程中,DRS=A5×kw×ZQ×sc×Ifw
雨溶解过程中,DRW=A5×kw×Z5×LAI×Ifw
总过程中,DAVG=DG+DDS+DRS+DRW
植物→大气,总过程中,DVGA=DG
植物→土壤,蜡侵蚀过程中,DWE=A5×kWE×Z5
凋落物过程中,DLF=V5×RIF×ZVG
总过程中,D43=DWE+DLF
土壤→植物雨水冲刷D34=V3×RS×Z3
平流过程中,D(i)=G(i)×Z(i)
降解过程中,DR(i)=V(i)×Z(i)×kr(i)。
6.根据权利要求1所述的一种模拟有机污染物时空迁移归趋分布的方法,其特征在于:
步骤S3中所述的平流计算公式如下:
D1(i,j)=Z1i*G1(i,j),1≤i≤n+1,1≤j≤n+1
D2(i,j)=Z2i*G2(i,j),1≤i≤n+1,1≤j≤n+1
其中,G1(j,i),大气从区域i到j的流动速率(m3/hr);
G2(i,j),河流水体从区域i到j的流动速率(m3/hr);
Rr(2),降雨速率与河流冲刷速率(m3/hr);
3
Ev(2),区域i内河流蒸发速率(m/hr);
Wu(2),区域i内用于工业用水与农业灌溉速率(m3/hr)。
7.根据权利要求1所述的一种模拟有机污染物时空迁移归趋分布的方法,其特征在于:
步骤S4中所述的四级多介质逸度模型模拟,以月为一个模拟阶段。
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