專利名稱：基于逸度原理的動(dòng)態(tài)遷移水質(zhì)分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及--種水質(zhì)分析方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的水質(zhì)分析方法對(duì)水質(zhì)分析的輸入?yún)?shù)需求量大，而且輸入?yún)?shù)因現(xiàn)實(shí)條件 所限往往無(wú)法獲得，若過(guò)多采用文獻(xiàn)值或經(jīng)驗(yàn)值則會(huì)導(dǎo)致分析不準(zhǔn)確；而且，這些方法的內(nèi) 部參數(shù)不能夠任意修改，由此導(dǎo)致其模擬的結(jié)果與真實(shí)值之間存在較大偏差，不能夠具體 問(wèn)題具體分析；此外，環(huán)境相過(guò)多的輸入?yún)?shù)及大范圍的時(shí)空模擬，使得這些方法計(jì)算產(chǎn)生 的某些指標(biāo)數(shù)值解波動(dòng)，無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果，且其自帶的后臺(tái)數(shù)據(jù)分析平臺(tái)可供調(diào)用的數(shù) 據(jù)模塊有限，且圖形分辨率、屬性、表現(xiàn)形式都無(wú)法完全滿足用戶需求，無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入 輸出接口的自動(dòng)化。 如加拿大環(huán)境模型中心官方網(wǎng)站的逸度I III模型軟件的后臺(tái)數(shù)據(jù)處理平臺(tái)結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，僅能以柱形圖形式輸出污染物濃度、逸度、質(zhì)量，參見(jiàn)圖9和圖l()，其中圖9中柱形 圖A1、A2、A3和A4分別為氣相、水相、土壤相和沉積物相的污染物濃度，圖10中柱形圖Bl、 B2、B3和B4分別為氣相、水相、土壤相和沉積物相的逸度。該軟件中，其它有限數(shù)據(jù)以列表 形式輸出，而其它環(huán)境遷移參數(shù)(D， m0l/pa*h)只能通過(guò)數(shù)據(jù)的二次處理才能呈現(xiàn)出來(lái)，而 且遷移參數(shù)種類受到限制。 而WASP水質(zhì)模型軟件雖然功能強(qiáng)大，但只能模擬污染物在水相和沉積物相的時(shí) 空分布，而且很多環(huán)境參數(shù)需要輸入不同時(shí)間、空間的數(shù)值。軟件內(nèi)部不提供默認(rèn)值，如果 采用的假設(shè)數(shù)值稍有不當(dāng)就會(huì)引起數(shù)值解的波動(dòng)，如圖ll所示。模擬假設(shè)沉積層中固體 顆粒物的初始和邊界濃度相等，即污泥l(xiāng)()(Mg/L,砂子20()mg/L，有機(jī)固體l()mg/L。同時(shí)， 這些參數(shù)在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件下無(wú)法獲得。WASP模擬結(jié)果以BMD文件直接通過(guò)后臺(tái)處理器 (Post-processor)顯示，如果需要多組數(shù)據(jù)同時(shí)顯示則窗口屬性無(wú)法合理調(diào)整，并存在數(shù) 據(jù)調(diào)用的接口限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決目前現(xiàn)有的水質(zhì)分析方法由于所需參數(shù)實(shí)際無(wú)法獲得以及 其內(nèi)部參數(shù)不能隨意修改而導(dǎo)致的模擬結(jié)果與實(shí)際存在較大偏差的問(wèn)題，提供了一種基于 逸度原理的動(dòng)態(tài)遷移水質(zhì)分析方法。 本發(fā)明的基于逸度原理的動(dòng)態(tài)遷移水質(zhì)分析方法，它的過(guò)程如下 —、確定待測(cè)水域的各個(gè)環(huán)境相，測(cè)量并獲得待測(cè)水域的地理信息參數(shù)、各個(gè)環(huán)境 相中每一個(gè)環(huán)境相的環(huán)境參數(shù)；確定目標(biāo)污染物，并獲得所述目標(biāo)污染物的物理參數(shù)和化
學(xué)參數(shù)； 二、根據(jù)步驟一所獲得的所有參數(shù)計(jì)算并獲得各個(gè)環(huán)境相的逸度容量；再由所得 的各個(gè)環(huán)境相的逸度容量、歩驟一所獲得的所有參數(shù)，計(jì)算并獲得各個(gè)環(huán)境相的反應(yīng)動(dòng)力 學(xué)速率常數(shù)，進(jìn)而獲得各個(gè)環(huán)境相之間的遷移參數(shù)；
三、用水體流動(dòng)的一維圣維南方程來(lái)描述目標(biāo)污染物的平流作用，并以步驟一所 獲得的所有參數(shù)、歩驟二所獲得的各個(gè)環(huán)境相的逸度容量、遷移參數(shù)和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速率參 數(shù)以及污染物源強(qiáng)、初始濃度、背景濃度和邊界濃度為已知量，以各個(gè)環(huán)境相的逸度為未知 量，以時(shí)間為微分量建立微分方程組，并確定需計(jì)算的時(shí)間跨度及每相鄰兩次計(jì)算的時(shí)間 間隔，利用龍格庫(kù)塔算法對(duì)微分方程組進(jìn)行求解，即得各個(gè)環(huán)境相的逸度；計(jì)算各個(gè)環(huán)境相 的逸度和該環(huán)境相的逸度容量的乘積，該乘積即為該環(huán)境相中目標(biāo)污染物的濃度。
本發(fā)明的水質(zhì)分析方法中，所需參數(shù)均可實(shí)際獲得，且方法中涉及的參數(shù)均可人 為修改，利用本發(fā)明的方法能夠得到符合實(shí)際的結(jié)果。


圖1為具體實(shí)施方式
二中氣相、水相的逸度容量隨溫度的變化關(guān)系圖；圖2為具體 實(shí)施方式二中土壤相、沉積物相的逸度容量隨溫度變化的關(guān)系圖；圖3為具體實(shí)施方式
二 中4個(gè)環(huán)境相之間的遷移參數(shù)隨溫度變化的曲線圖；圖4為具體實(shí)施方式
二中，氣相中目 標(biāo)污染物2，4-DCP的濃度隨時(shí)間的分布關(guān)系圖；圖5為具體實(shí)施方式
二中，水相中目標(biāo)污 染物2,4-DCP的濃度隨時(shí)間的分布關(guān)系圖；圖6為具體實(shí)施方式
二中，土壤相中目標(biāo)污染物 2，4-I)CP的濃度隨時(shí)間的分布關(guān)系圖；圖7為具體實(shí)施方式
二中，沉積物相中目標(biāo)污染物2， 4-DCP的濃度隨時(shí)間的分布關(guān)系圖；圖8為為具體實(shí)施方式
二中，污染物的濃度在各河段隨 時(shí)間變化的曲線圖;圖9為現(xiàn)有逸度III軟件輸出的氣相、水相、土壤相和沉積物相的污染 物濃度的柱形圖；圖10為現(xiàn)有逸度111軟件輸出的氣相、水相、土壤相和沉積物相的逸度的 柱形圖；圖11為現(xiàn)有WASP水質(zhì)模型軟件輸出的沉積物相中總的固體顆粒物濃度隨時(shí)間變 化的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一 本實(shí)施方式的基于逸度原理的動(dòng)態(tài)遷移水質(zhì)分析方法，它的過(guò) 程如下 —、確定待測(cè)水域的各個(gè)環(huán)境相，測(cè)量并獲得待測(cè)水域的地理信息參數(shù)、各個(gè)環(huán)境 相中每一個(gè)環(huán)境相的環(huán)境參數(shù)；確定目標(biāo)污染物，并獲得所述目標(biāo)污染物的物理參數(shù)和化
學(xué)參數(shù)； 二、根據(jù)步驟--所獲得的所有參數(shù)計(jì)算并獲得各個(gè)環(huán)境相的逸度容量；再由所得 的各個(gè)環(huán)境相的逸度容量、步驟一所獲得的所有參數(shù)，計(jì)算并獲得各個(gè)環(huán)境相的反應(yīng)動(dòng)力 學(xué)速率常數(shù)，進(jìn)而獲得各個(gè)環(huán)境相之間的遷移參數(shù)； 三、用水體流動(dòng)的一維圣維南方程來(lái)描述目標(biāo)污染物的平流作用，并以步驟一所 獲得的所有參數(shù)、步驟二所獲得的各個(gè)環(huán)境相的逸度容量、遷移參數(shù)和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速率參 數(shù)以及污染物源強(qiáng)、初始濃度、背景濃度和邊界濃度為已知量，以各個(gè)環(huán)境相的逸度為未知 量，以時(shí)間為微分量建立微分方程組，并確定需計(jì)算的時(shí)間跨度及每相鄰兩次計(jì)算的時(shí)間 間隔，利用龍格庫(kù)塔算法對(duì)微分方程組進(jìn)行求解，即得各個(gè)環(huán)境相的逸度；計(jì)算各個(gè)環(huán)境相 的逸度和該環(huán)境相的逸度容量的乘積，該乘積即為該環(huán)境相中目標(biāo)污染物的濃度。
其中，步驟一所獲得的所有參數(shù)，是指待測(cè)水域的地理信息參數(shù)、每一個(gè)環(huán)境相的 環(huán)境參數(shù)以及目標(biāo)污染物的物理參數(shù)和化學(xué)參數(shù)；每個(gè)環(huán)境相的各個(gè)子環(huán)境相的體積分?jǐn)?shù)，是指每個(gè)子環(huán)境相的體積與所屬環(huán)境相的體積之比。 本實(shí)施方式中，步驟一所述的地理信息參數(shù)包括各個(gè)環(huán)境相的深度或高度、長(zhǎng)度和寬度，所述的每一個(gè)環(huán)境相的環(huán)境參數(shù)包括該環(huán)境相的富氧系數(shù)、溶解性有機(jī)碳濃度、有機(jī)分?jǐn)?shù)、固體密度、溫度和風(fēng)速，所述的物理參數(shù)和化學(xué)參數(shù)包括亨利常數(shù)、生物濃縮因子、有機(jī)碳分配系數(shù)和目標(biāo)污染物在各個(gè)環(huán)境相的半衰期。 歩驟一所述待測(cè)水域的各個(gè)環(huán)境相分別為氣相、水相、土壤相和沉積物相； 步驟二所述的各個(gè)環(huán)境相的逸度容量分別為 氣相的逸度容量Za = 1/(R*T) 水相的逸度容量Zw = 1/KH 土壤相的逸度容量Zso = Zw*focs*pso*Koc 沉積物相的逸度容量Zsed = Zw*focsed*psed*Koc2 所述逸度容量的單位為mol/pa相3， T為環(huán)境相的溫度，KH:為目標(biāo)污染物的亨利常數(shù)，foes為土壤中有機(jī)碳分?jǐn)?shù)，pso為土壤密度，Koc為土壤有機(jī)碳分配系數(shù)，Koc2為沉積物有機(jī)碳分配系數(shù)，psed為沉積物密度，focsed為沉積物中有機(jī)碳分?jǐn)?shù)；
步驟二所述的各個(gè)環(huán)境相的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)分別為
氣相的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)ka = 1n2/ta
水相的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)kw = ln2/t.w
土壤相的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)kso = ln2/t.so
沉積物相的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)ksed = ln2/tsed 其中，ta、tw、tso和tsed分別為氣相、水相、土壤相和沉積物相中目標(biāo)污染物的半衰期； 歩驟二所述的各個(gè)環(huán)境相之間的遷移參數(shù)分別為 水相到氣相的遷移參數(shù)Dwa和氣相到水相的遷移參數(shù)Daw近似相等，均為 <formula>formula see original document page 7</formula> 土壤相到氣相的遷移參數(shù)Dsa和氣相到土壤相的遷移參數(shù)Das近似相等，均為<formula>formula see original document page 7</formula> 氣相的平流流動(dòng)速率Dadva :Dadva = Ga*Za[OO37]氣相的降解反應(yīng)速率Dar :Dar = Va*Za*ka 沉積物相到水相的遷移參數(shù)Dsedw和水相到沉積物相的遷移參數(shù)Dwsed近似相等，均為<formula>formula see original document page 7</formula> 土壤相到水相的遷移參數(shù)Dsw :I)SW = AS。*ZW*2*10—4
水相的平流流動(dòng)速率Dadvw :Dad = GW*ZW
水相的降解反應(yīng)速率D訴T :DW1. = Vw*Zw*kw 其中，Aw、 Aso和Ased分別為水相、土壤相和沉積物相的面積，各環(huán)境相的面積等于該環(huán)境相的長(zhǎng)度和寬度的乘積；Ga、 Gw分別為氣相、水相的平流輸入速度；Va、 Vw分別為氣相、水相的體積。 本實(shí)施方式中，步驟三所述的以各個(gè)環(huán)境相的逸度為未知量，以時(shí)間為微分量建立的微分方程組分別為《
<formula>formula see original document page 8</formula> 其中，E為目標(biāo)污染物源強(qiáng)且其單位為raol/h， c為水體背景濃度且其單位為mol/m、fa、fw、fso和fsed分別為氣相、水相、土壤相和沉積物相的逸度，它們均為未知量，F(xiàn)a(t，fa， fw， fs。)為包含未知量fa、 fw和fso以及時(shí)間變量t的函數(shù)，F(xiàn)w(t， fa， fw， fs。， fsed， E， c)為包含目標(biāo)污染物源強(qiáng)變量E、水體背景濃度變量c、時(shí)間變量t以及未知量fa、 fw、 fso和fsed的函數(shù)，F(xiàn)s。(t， fa， fs。)為包含未知量fa和fso以及時(shí)間變量t的函數(shù)，F(xiàn)SKl(t， fw， fsed)為包含未知量fw和fsed以及時(shí)間變量t.的函數(shù)。 E表示點(diǎn)源污染負(fù)荷濃度或面源污染負(fù)荷濃度，它表征水體中目標(biāo)污染物主要來(lái)源處的污染物濃度大小，如果某河段長(zhǎng)期排入某濃度的污染物，目標(biāo)污染物源強(qiáng)在模擬時(shí)間內(nèi)為一個(gè)常數(shù)，若污染負(fù)荷只維持在有限時(shí)間內(nèi)，而后為零或其他數(shù)值，目標(biāo)污染物源強(qiáng)則根據(jù)時(shí)間呈現(xiàn)波動(dòng)變化；c表示水體沒(méi)有發(fā)生典型污染事件時(shí)所具有的目標(biāo)污染物濃度值，此值可根據(jù)目標(biāo)污染物長(zhǎng)期在松花江水體的監(jiān)測(cè)濃度得到。 本實(shí)施方式中，微分方程組中的Fa(t, fa， fw， fs。) 、Fw(t， fa， fw, fs。， fsed，E， c) 、FS0(t，fa， U和Fsed(t， fw， fsed)具體分別為: Fa(t， fw， fw, fs。) = [Dwafw+Dsafs-(D +Das+Dadva+Dar)fJ/(VaZa);
Fw(t，fa，fw，fs。，fsed，E，c) = [E+Gc+Dawfa+Dswfs+Dsedwfsed-(Dwa+Dwsed+Dad +Dwr)fw]/(VWZW);
Fs。 (t， fa, fa。) = [I)asfa— (I)sa+Dsw) fj / (VSZS);
Fsed (t ， fw， f sed) — (Dwsedfw_Dsedwf sed) / (VsedZsed);
其中，Vso、 Vsed分別為土壤相、沉積物相的體積。 本實(shí)施方式的基于逸度原理的動(dòng)態(tài)遷移水質(zhì)分析方法，在多相分布的表達(dá)上側(cè)重從逸度角度出發(fā)來(lái)求解目標(biāo)污染物在環(huán)境相中的濃度，并通過(guò)逸度容量表現(xiàn)環(huán)境相接受污染物的能力，而不再 -味追尋對(duì)固體顆粒質(zhì)量濃度的時(shí)空變化，即擺脫了數(shù)值解波動(dòng)現(xiàn)象，達(dá)到了突出研究核心而排出不穩(wěn)定因素。本實(shí)施方式的模擬結(jié)果可以利用xlswrite(' filename' ,M,sheet, ' range')等語(yǔ)句，成功生成數(shù)據(jù)處理軟件可以識(shí)別的二進(jìn)制格式文件,實(shí)現(xiàn)與其它計(jì)算或繪圖軟件的連接，并且能根據(jù)需求提供從程序中調(diào)出任意目標(biāo)參數(shù)的計(jì)算結(jié)果。 具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式為實(shí)現(xiàn)具體實(shí)施方式
一的一個(gè)具體實(shí)施例 本實(shí)施例中，待測(cè)水域?yàn)樗苫ń闪魅砗又镣颍僭O(shè)三岔河發(fā)生水污染
突發(fā)事件，確定其環(huán)境相包括空氣相、水相、土壤相和沉積物相4個(gè)環(huán)境相，測(cè)量并獲得該
河段的地理信息參數(shù)以及上述4個(gè)環(huán)境相的環(huán)境參數(shù)。確定目標(biāo)污染物為2，4-DCP，獲得所
述目標(biāo)污染物的物理參數(shù)和化學(xué)參數(shù)，其中，污染物進(jìn)入水體濃度為10. 0mg/L，隨水流向F遷移。 由于待測(cè)的松花江流段的河長(zhǎng)超過(guò)1000公里，與河長(zhǎng)相比，河寬及水深很小，可以將河道簡(jiǎn)化為一維河段，即考查目標(biāo)污染物的縱向擴(kuò)散及彌散作用，因此可用一維圣維南方程來(lái)描述目標(biāo)污染物的平流作用， 一維圣維南方程的表達(dá)式為 按具體實(shí)施方式
一中的方法建立微分方程組后，再利用龍格庫(kù)塔算法(Runga-Kutta)求解該方程組，即可得空氣相的逸度f(wàn)a、水相的逸度f(wàn)w、土壤相的逸度f(wàn)so和沉積物相的逸度f(wàn)sed，再計(jì)算各個(gè)環(huán)境相的逸度和該環(huán)境相的逸度容量的乘積，該乘積即為該環(huán)境相中目標(biāo)污染物的濃度。 計(jì)算得到的數(shù)據(jù)可根據(jù)分析需要以ASC II 、 asv、txt、db等格式輸出，也可以圖形形式輸出。 在本實(shí)施例獲得的各個(gè)參數(shù)參見(jiàn)附圖1-8。圖1和圖2為各個(gè)環(huán)境相的逸度容量隨溫度的變化關(guān)系圖，其中圖1中由"暴"表示的數(shù)據(jù)點(diǎn)為水相的逸度容量，由"& "表示的數(shù)據(jù)點(diǎn)為氣相的逸度容量，圖2中由"A"表示的數(shù)據(jù)點(diǎn)為土壤相的逸度容量，由"▼"表示的數(shù)據(jù)點(diǎn)為沉積物相的逸度容量；圖3為各個(gè)環(huán)境相之間的遷移參數(shù)隨溫度的變化規(guī)律，其中曲線Dl為Dwsed隨溫度變化的曲線，曲線D2為Dsedw隨溫度變化的曲線，曲線D3為Dwa隨溫度變化的曲線，曲線D4為Dsw隨溫度變化的曲線，曲線D5為Das隨溫度變化的曲線，曲線:[)6為Dsa隨溫度變化的曲線。 圖4至圖7分別是2，4-DCP濃度在大氣、水、土壤、沉積物的分布規(guī)律。由于采用一維圣維南方程，污染物的遷移作用考慮了各個(gè)河段的流量、體積、水深和坡降、粗糙度的影響，因此這種波動(dòng)算法的精確度比凈流算法更高,其時(shí)空分布情況更加接近真實(shí)環(huán)境。同時(shí)多介質(zhì)的分布圖能清楚地表現(xiàn)出污染物的去向及濃度值,為突發(fā)事件后續(xù)的評(píng)估和治理提供技術(shù)支持。 本實(shí)施方式還在不同河段測(cè)試了污染物2，4-DCP濃度隨時(shí)間變化的曲線圖，參見(jiàn)圖8，其中曲線Sl至S6分別表示蘇家屯至四方臺(tái)斷面、呼蘭河至巴彥港斷面、通河至達(dá)連河斷面、牡丹江至宏克力斷面、佳木斯上游至佳木斯斷面以及江南屯至同江斷面的污染物2，4-DCP濃度隨時(shí)間變化的曲線。
3/5， B為河寬，S。為坡降，n為粗糙系數(shù)。
權(quán)利要求
基于逸度原理的動(dòng)態(tài)遷移水質(zhì)分析方法，其特征在于它的過(guò)程如下一、確定待測(cè)水域的各個(gè)環(huán)境相，測(cè)量并獲得待測(cè)水域的地理信息參數(shù)、各個(gè)環(huán)境相中每一個(gè)環(huán)境相的環(huán)境參數(shù)；確定目標(biāo)污染物，并獲得所述目標(biāo)污染物的物理參數(shù)和化學(xué)參數(shù)；二、根據(jù)步驟一所獲得的所有參數(shù)計(jì)算并獲得各個(gè)環(huán)境相的逸度容量；再由所得的各個(gè)環(huán)境相的逸度容量、步驟一所獲得的所有參數(shù)，計(jì)算并獲得各個(gè)環(huán)境相的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)，進(jìn)而獲得各個(gè)環(huán)境相之間的遷移參數(shù)；三、用水體流動(dòng)的一維圣維南方程來(lái)描述目標(biāo)污染物的平流作用，并以步驟一所獲得的所有參數(shù)、步驟二所獲得的各個(gè)環(huán)境相的逸度容量、遷移參數(shù)和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速率參數(shù)以及污染物源強(qiáng)、初始濃度、背景濃度和邊界濃度為已知量，以各個(gè)環(huán)境相的逸度為未知量，以時(shí)間為微分量建立微分方程組，并確定需計(jì)算的時(shí)間跨度及每相鄰兩次計(jì)算的時(shí)間間隔，利用龍格庫(kù)塔算法對(duì)微分方程組進(jìn)行求解，即得各個(gè)環(huán)境相的逸度；計(jì)算各個(gè)環(huán)境相的逸度和該環(huán)境相的逸度容量的乘積，該乘積即為該環(huán)境相中目標(biāo)污染物的濃度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于逸度原理的動(dòng)態(tài)遷移水質(zhì)分析方法，其特征在于步驟一所述的地理信息參數(shù)包括各個(gè)環(huán)境相的深度或高度、長(zhǎng)度和寬度，所述的每一個(gè)環(huán)境相的環(huán)境參數(shù)包括該環(huán)境相的富氧系數(shù)、溶解性有機(jī)碳濃度、有機(jī)分?jǐn)?shù)、固體密度、溫度和風(fēng)速,所述的物理參數(shù)和化學(xué)參數(shù)包括亨利常數(shù)、生物濃縮因子、有機(jī)碳分配系數(shù)和目標(biāo)污染物在各個(gè)環(huán)境相的半衰期。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于逸度原理的動(dòng)態(tài)遷移水質(zhì)分析方法，其特征在于步驟一所述待測(cè)水域的各個(gè)環(huán)境相分別為氣相、水相、土壤相和沉積物相；步驟二所述的各個(gè)環(huán)境相的逸度容量分別為氣相的逸度容量Za = 1/(R*T)水相的逸度容量Zw = 1/KH土壤相的逸度容量Zso = Zw*focs*pso*Koc沉積物相的逸度容量Zsed = Zw*focsed*psed*Koc2所述逸度容量的單位為mol/pa她3, T為環(huán)境相的溫度，KH為目標(biāo)污染物的亨利常數(shù)，foes為土壤中有機(jī)碳分?jǐn)?shù)，pso為土壤密度，Koc為土壤有機(jī)碳分配系數(shù)，Koc2為沉積物有機(jī)碳分配系數(shù)，psed為沉積物密度，focsed為沉積物中有機(jī)碳分?jǐn)?shù)；步驟二所述的各個(gè)環(huán)境相的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)分別為氣相的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)ka = ln2/ta，水相的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)kw = ln2/tw土壤相的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速率常數(shù):kso = ln2/tso沉積物相的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)ksed = 1n2/tsed其中，t.a、 tw、 tso和tsed分別為氣相、水相、土壤相和沉積物相中目標(biāo)污染物的半衰期；步驟二所述的各個(gè)環(huán)境相之間的遷移參數(shù)分別為水相到氣相的遷移參數(shù)Dwa和氣相到水相的遷移參數(shù)I)aw近似相等，均為<formula>formula see original document page 3</formula>土壤相到氣相的遷移參數(shù)Dsa和氣相到土壤相的遷移參數(shù)Das近似相等，均為<formula>formula see original document page 3</formula> 氣相的平流流動(dòng)速率Dadva :Dadva = Ga*Za 氣相的降解反應(yīng)速率Dar :Dal, = Va*Za*ka沉積物相到水相的遷移參數(shù)Dsedw和水相到沉積物相的遷移參數(shù)Dwsed近似相等，均 D^(iw' ， D將^ — i 0 05<formula>formula see original document page 3</formula>土壤相到水相的遷移參數(shù)Dsw :DSW = AS。*ZW*2*10 4 水相的平流流動(dòng)速率:[)ad， I)advw = GW*ZW 水相的降解反應(yīng)速率Dwr :D = Vw*Zw*kw其中，Aw、 Aso和Ased分別為水相、土壤相和沉積物相的面積，各環(huán)境相的面積等于該 環(huán)境相的長(zhǎng)度和寬度的乘積；Ga、Gw分別為氣相、水相的平流輸入速率；Va、Vw分別為氣相、 水相的體積。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于逸度原理的動(dòng)態(tài)遷移水質(zhì)分析方法，其特征在于步驟三 所述的以各個(gè)環(huán)境相的逸度為未知量，以時(shí)間為微分量建立的微分方程組分別為<formula>formula see original document page 3</formula>其中，E為目標(biāo)污染物源強(qiáng)且其單位為mol/h， c為水體背景濃度且其單位為mol/m3 ; fa、fw、fso和fsed分別為氣相、水相、土壤相和沉積物相的逸度，它們均為未知量,Fjt， fa， fw, fs。)為包含未知量fa、fw和fso以及時(shí)間變量t的函數(shù)，F(xiàn)w(t， fa, fw, fs。， fSKl， E, c)為包 含目標(biāo)污染物源強(qiáng)變量E、水體背景濃度變量c、時(shí)間變量t以及未知量fa、fw、fso和fsed 的函數(shù)，fs。 (t， fa， fs。)為包含未知量fa和fso以及時(shí)間變量t的函數(shù)，F(xiàn)sed(t， fw， fsed)為包 含未知量fw和fsed以及時(shí)間變量t的函數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于逸度原理的動(dòng)態(tài)遷移水質(zhì)分析方法，其特征在于微分方 程組中的Fa(t， fa, fw， fs。) 、Fw(t， fa, fw， fs。， fsed, E， c) 、Fs。(t, fa， fs。)和Fsed(t， fw， fsed)分別 為Fa(t，fa, fw, fs。) = [Dwafw+Dsafs-(Daw+Das+Dadva+Dar)fa]/(VaZa); F\v(t， fa， fw， fso， fsed， E， c)<formula>formula see original document page 4</formula>其中，Vso、 Vsed分別為土壤相、沉積物相的體積。
全文摘要
基于逸度原理的動(dòng)態(tài)遷移水質(zhì)分析方法，它涉及一種水質(zhì)分析方法，它解決了現(xiàn)有水質(zhì)分析方法由于所需參數(shù)實(shí)際無(wú)法獲得及其內(nèi)部參數(shù)不能隨意修改而導(dǎo)致的模擬結(jié)果與實(shí)際存在較大偏差的問(wèn)題。首先確定待測(cè)水域的環(huán)境相，并獲取待測(cè)水域的地理信息參數(shù)、各環(huán)境參數(shù)的環(huán)境參數(shù)及目標(biāo)污染物的物化參數(shù)，然后計(jì)算各環(huán)境相的逸度容量、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)及各環(huán)境相之間的遷移參數(shù)，然后建立以各環(huán)境相的逸度為未知量的微分方程組，并通過(guò)龍格庫(kù)塔算法對(duì)微分方程組進(jìn)行求解，即可得各環(huán)境相的逸度，由各環(huán)境相的逸度和逸度容量即可算得各環(huán)境相的污染物濃度。本發(fā)明克服了已有技術(shù)的不足，可用于分析水域中有機(jī)污染物遷移轉(zhuǎn)化及多介質(zhì)環(huán)境分布規(guī)律領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01N33/18GK101718773SQ20091007330
公開(kāi)日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者馮玉杰, 王策 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)