首页 / 专利库 / 电池与电池 / 电化学发生器 / 蓄电池 / 集电体 / 栅线 / 气载放射性污染物湿沉积后在地表水体源项形成计算方法

气载放射性污染物湿沉积后在地表体源项形成计算方法

阅读:574发布:2024-01-21

专利汇可以提供气载放射性污染物湿沉积后在地表体源项形成计算方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 属于 辐射 防护 技术领域,涉及气载 放射性 污染物湿沉积后在地表 水 体 源项形成计算方法。所述的计算方法包括如下步骤:(1)放射性污染物在下垫面的沉积浓度模拟;(2)下垫面类型判断及面源的形成计算;(3) 地表径流 形成的线源计算,包括降雨形成坡面径流计算和 放射性核素 沉降后的转移计算。利用本发明的气载放射性污染物湿沉积后在地表水体源项形成计算方法,能够实现放射性污染物在水环境中的迁移扩散模拟。,下面是气载放射性污染物湿沉积后在地表体源项形成计算方法专利的具体信息内容。

1.气载放射性污染物湿沉积后在地表体源项形成计算方法,其特征在于,所述的计算方法包括如下步骤:
(1)放射性污染物在下垫面的沉积浓度模拟;
(2)下垫面类型判断及面源的形成计算;
(3)地表径流形成的线源计算,包括降雨形成坡面径流计算和放射性核素沉降后的转移计算。
2.根据权利要求1所述的计算方法,其特征在于:步骤(1)中,采用拉格朗日烟团模式进行模拟计算,通过释放一系列高斯烟团来模拟核素随时间的变化,考虑稳定度相关的扩散参数、烟羽抬升、逆温层和地面反射以及干湿沉积因素,模拟区域内各个烟团的平流输送、扩散和沉积,最终得出放射性污染物在下垫面的沉积浓度。
3.根据权利要求1所述的计算方法,其特征在于:步骤(2)中,根据模拟区域内的地形高程信息及下垫面类型,判断模拟区域内各网格对应的下垫面类型,若为水体,则计算所得的沉积浓度直接为水体类型下垫面的沉积浓度,是为面源。
4.根据权利要求1所述的计算方法,其特征在于,步骤(3)中,对于降雨形成坡面径流计算,所采用的坡面流基本方程为:
Sf=S0
S0=tgθ
τ=L/v
h=R
其中:
取x方向为沿坡面向下;
t为时间;
h为坡面平均水深;
q为单宽流量;
v为栅格平均流速且q=vh;
I为达到坡面的净雨强;
δ为曼宁系数;
Sf为水坡度;
So为栅格坡度;
L为栅格边长;
τ为栅格汇流时间;
R为栅格径流深;
θ为栅格坡度
5.根据权利要求1所述的计算方法,其特征在于:步骤(3)中,对于放射性核素沉降后的转移计算,将计算的降雨区域划分为n个栅格,每个栅格的核素转移到表面径流中的量为Ai=A0×Kc,其中A0为放射性核素在一个栅格内湿沉降的量,Kc是单位面积的核素滞留份额并可由实验获得;
将n个栅格的Ai累加得到A,得到每个径流的汇入总量A,汇入流量q可从降雨形成坡面径流计算得到。

说明书全文

气载放射性污染物湿沉积后在地表体源项形成计算方法

技术领域

[0001] 本发明属于辐射防护技术领域,涉及气载放射性污染物湿沉积后在地表水体源项形成计算方法。

背景技术

[0002] 我国是核能大国,核污染问题是核工业发展中不可避免会遇到的问题。由于水和大气是人们赖以生存的主要环境,放射性核素在大气及水环境中的迁移扩散和输送问题是核环境工作面临的主要问题。
[0003] 气载放射性污染物在环境大气中经干沉积和湿沉积过程,在下垫面形成沉降。在降水发生的情况下,受雨水强度、持续时间及土壤利用类型等因素综合影响,降水在地表形成地表径流,污染物随着地表径流的流向转移到江河湖泊等水体中,在水体中进行扩散迁移。
[0004] 目前,国内对气载污染物在大气环境中的大气扩散模拟主要考虑了受向、风速及干沉降和湿沉降影响的空气动学过程,且其技术手段已较成熟。虽然水环境迁移扩散模拟技术也趋于完善,但污染物经大气输运过程到达水体,形成水环境的污染物源项这一过程模拟少有涉足。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供气载放射性污染物湿沉积后在地表水体源项形成计算方法,以能够实现放射性污染物在水环境中的迁移扩散模拟。
[0006] 为实现此目的,在基础的实施方案中,本发明提供气载放射性污染物湿沉积后在地表水体源项形成计算方法,所述的计算方法包括如下步骤:
[0007] (1)放射性污染物在下垫面的沉积浓度模拟;
[0008] (2)下垫面类型判断及面源的形成计算;
[0009] (3)地表径流形成的线源计算,包括降雨形成坡面径流计算和放射性核素沉降后的转移计算。
[0010] 水环境污染的发生源项主要分为点源和非点源,对于放射性污染物在水体中的迁移扩散模拟,本发明中仅考虑在地表水部分形成的源项的影响。
[0011] 本发明针对气载放射性污染物在大气中的传输过程,提出如下原理的计算方法:气载放射性污染物经干湿沉积过程后在下垫面沉降,对于水体下垫面直接沉降,在水体表面形成面源型污染源,在土壤或植被下垫面沉降后,沉积物受降水影响,经冲刷、下渗等过程,形成地表径流后汇聚到江河而形成线源型污染源。该计算方法最终实现了气载放射性污染物在水环境中的扩散迁移过程模拟。
[0012] 在一种优选的实施方案中,本发明提供气载放射性污染物湿沉积后在地表水体源项形成计算方法,其中步骤(1)中,采用拉格朗日烟团模式进行模拟计算,通过释放一系列高斯烟团来模拟核素随时间的变化,考虑稳定度相关的扩散参数、烟羽抬升、逆温层和地面反射以及干湿沉积因素,模拟区域内各个烟团的平流输送、扩散和沉积,最终得出放射性污染物在下垫面的沉积浓度。
[0013] 在一种优选的实施方案中,本发明提供气载放射性污染物湿沉积后在地表水体源项形成计算方法,其中步骤(2)中,根据模拟区域内的地形高程信息及下垫面类型,判断模拟区域内各网格对应的下垫面类型,若为水体,则计算所得的沉积浓度直接为水体类型下垫面的沉积浓度,是为面源。
[0014] 在一种优选的实施方案中,本发明提供气载放射性污染物湿沉积后在地表水体源项形成计算方法,其中步骤(3)中,对于降雨形成坡面径流计算,所采用的坡面流基本方程为:
[0015]
[0016]
[0017] Sf=S0
[0018] S0=tgθ
[0019] τ=L/v
[0020] h=R
[0021] 其中:
[0022] 取x方向为沿坡面向下;
[0023] t为时间;
[0024] h为坡面平均水深;
[0025] q为单宽流量;
[0026] v为栅格平均流速且q=vh;
[0027] I为达到坡面的净雨强;
[0028] δ为曼宁系数;
[0029] Sf为水力坡度;
[0030] So为栅格坡度;
[0031] L为栅格边长;
[0032] τ为栅格汇流时间;
[0033] R为栅格径流深;
[0034] θ为栅格坡度
[0035] 在一种优选的实施方案中,本发明提供气载放射性污染物湿沉积后在地表水体源项形成计算方法,其中步骤(3)中,对于放射性核素沉降后的转移计算,将计算的降雨区域划分为n个栅格,每个栅格的核素转移到表面径流中的量为Ai=A0×Kc,其中A0为放射性核素在一个栅格内湿沉降的量,Kc是单位面积的核素滞留份额并可由实验获得;
[0036] 将n个栅格的Ai累加得到A,得到每个径流的汇入总量 汇入流量q可从降雨形成坡面径流计算得到。
[0037] 最后进入水体的放射性核素汇入总量为A,汇入流量为q。
[0038] 本发明的有益效果在于,利用本发明的气载放射性污染物湿沉积后在地表水体源项形成计算方法,能够实现放射性污染物在水环境中的迁移扩散模拟。附图说明
[0039] 图1为示例性的本发明的气载放射性污染物湿沉积后在地表水体源项形成计算方法中坡面径流模型的原理示意图。

具体实施方式

[0040] 示例性的本发明的气载放射性污染物湿沉积后在地表水体源项形成计算方法包括如下步骤。
[0041] 1、放射性污染物在下垫面的沉积浓度模拟
[0042] 采用拉格朗日烟团模式进行模拟计算,通过释放一系列高斯烟团来模拟核素随时间的变化,考虑稳定度相关的扩散参数、烟羽抬升、逆温层和地面反射以及干湿沉积因素,模拟区域内各个烟团的平流输送、扩散和沉积,最终得出放射性污染物在下垫面的沉积浓度。
[0043] 2、下垫面类型判断及面源的形成计算
[0044] 根据模拟区域内的地形高程信息及下垫面类型,判断模拟区域内各网格对应的下垫面类型,若为水体,则计算所得的沉积浓度直接为水体类型下垫面的沉积浓度,是为面源。
[0045] 3、地表径流形成的线源计算
[0046] 线源型污染源在地表水体中的形成主要考虑通过地表径流这一途径形成的源项。
[0047] (1)降雨形成坡面径流计算
[0048] 降雨形成坡面径流计算的坡面径流模型的原理如图1所示。
[0049] 采用分布式水文模型的计算方法,对山坡进行栅格划分,最小单元设为一个矩形的坡面,据高程数据进行河网和子流域的提取。基于等流时线的概念,将子流域分为若干条汇流网带。在每个汇流网带上,围绕河道划分出若干个矩形坡面。在每个矩形坡面上,根据山坡水文学原理建立单元水文模型,进行坡面产汇流计算。之后进行河网汇流演算。对于放射性核素湿沉降后跟随雨水汇入河流,每个坡面产流的单元汇流后形成一个线状源,作为核素在河流中迁移扩散的源项。
[0050] 地面积水后,产生坡面径流,坡面流运动目前主要采用运动波理论、扩散波理论、扩散波或完整的圣维南方程进行描述。运动波近似理论在大多数情况下可以很好地描述坡面流运动过程,且计算简单。
[0051] 因此采用一维运动波理论,坡面流基本方程为:
[0052]
[0053]
[0054] Sf=S0
[0055] S0=tgθ
[0056] τ=L/v
[0057] h=R
[0058] 其中:
[0059] 取x方向为沿坡面向下;
[0060] t为时间;
[0061] h为坡面平均水深;
[0062] q为单宽流量(m3/s);
[0063] v为栅格平均流速且q=vh;
[0064] I为达到坡面的净雨强;
[0065] δ为曼宁系数;
[0066] Sf为水力坡度;
[0067] So为栅格坡度;
[0068] L为栅格边长;
[0069] τ为栅格汇流时间;
[0070] R为栅格径流深(m);
[0071] θ为栅格坡度角。
[0072] (2)放射性核素沉降后的转移计算
[0073] 放射性核素随降雨沉降到地面后,随雨水冲刷进入表面径流,将计算的降雨区域划分为n个栅格,按照每个栅格的核素转移到表面径流中的量为Ai=A0×Kc。
[0074] A0为放射性核素在一个栅格内湿沉降的量,Bq,栅格面积Si可以由栅格边长L×L求得,Kc是单位面积的核素滞留份额并可由实验获得。
[0075] 形成每个表面径流的栅格数为n,将n个栅格的Ai累加得到A,得到每个径流的汇入总量 汇入流量q(m3/s)可从降雨形成坡面径流计算得到。
[0076] 最后进入水体的放射性核素汇入总量为A,汇入流量为q。
[0077] 显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。上述实施例或实施方式只是对本发明的举例说明,本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施,而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此,描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明,任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈