[发明专利]一种大气污染源定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种污染源定位方法，特别涉及一种大气污染源定位方法。

背景技术

目前，随着社会的发展，环境污染，特别是大气污染正日渐成为我们社会的一大危害，但由于大气具有很强的流动性，大气污染源的位置测定一直以来都没有一个较可行的技术方法。

现有的类似测定污染源的方法主要是针对土壤重金属污染这一块的，通常现有的较成熟的方案是：利用高斯扩散模型在土壤重金属的污染中，由重金属污染物确定污染源位置。

    但如果直接引用现有高斯扩散模型去对大气污染源进行定位，也就是通过污染源的污染物排放情况，表述大气中污染物扩散情况，得到各个坐标点处的污染物浓度，没有根据传感器采集的污染物浓度信息反推污染源位置的方法；而且该模型建立如下坐标系OXYZ: 其中原点O是泄漏点在地面上的正投影, X轴沿下风向水平延伸, Y轴在水平面上垂直于X轴, Z轴垂直向上延伸。

上述利用现有高斯扩散模型对大气污染源定位方法，对于模型使用上具有很大的局限性，且与实际地图中的横纵坐标有很大差距。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大气污染源定位方法，以解决现有技术中没有较好的方法来对大气污染源进行定位的不足。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种大气污染源定位方法，步骤如下：

1)在城市中通过传感器布设若干监测点，每个监测点获取各种大气污染物浓度的监测指标，包括事故点高度h、混合层高度H、污染释放率Q、风速矢量值（u,v,w）、水平和垂直方向扩散系数                                                ；

2）利用高斯烟团扩散模型以平流-扩散微分方程为依据, 在风速及湍流扩散系数为定值条件下, 平流-扩散微分方程的解为标准正态分布，其表达式为:

上述模型以事故点为坐标原点,风向为x轴,得出空间一点( x, y, z )的污染物质量浓度值C；

3）当v=w=0, 且z=0时, 方程为:

由上式得出的污染物质量浓度变化模型是为以单个事故点为中心的独立坐标系,通过以下坐标变换方法,给出在GIS平面投影坐标系下统一的多源释放模型：

设I为污染源, 其在x0y坐标系下的坐标为，为0x轴与风向轴IX的夹角,而其风向坐标系为XIY,现将XIY坐标按一般坐变换方法有:

因只对Y轴作变换,得到

以风速因子u、v代替与可得到统一坐标系下多个单源释放的模型:

式中: x₀、y₀ 为事故点GIS坐标系位置，t₀ 为事故发生时间；

4）当发现几处传感器污染超标时，将几处不同位置的坐标、观测时间及污染浓度代入步骤3）中的公式，求解出x₀、y₀、t₀即为污染源的位置及污染爆发时间。

本发明的有益效果在于：转化后得到的新模型坐标轴与实际地图坐标轴相符，从而可以实现污染源位置的确定。

具体实施方式

一种大气污染源定位方法，步骤如下：

1)在城市中通过传感器布设若干监测点，每个监测点获取各种大气污染物浓度的监测指标，包括事故点高度h、混合层高度H、污染释放率Q、风速矢量值（u,v,w）、水平和垂直方向扩散系数；

2）利用高斯烟团扩散模型以平流-扩散微分方程为依据, 在风速及湍流扩散系数为定值条件下, 平流-扩散微分方程的解为标准正态分布，其表达式为:

式中：t——时间s；

Q——污染释放率mg/s；

u,v,w——风速矢量值；

、、——水平和垂直方向扩散系数；

h——事故点高度m；

H——混合层高度m。

上述模型以事故点为坐标原点,风向为x轴,得出空间一点( x, y, z )的污染物质量浓度值C；

3）当v=w=0, 且z=0时, 方程为:

由上式得出的污染物质量浓度变化模型是为以单个事故点为中心的独立坐标系,通过以下坐标变换方法,给出在GIS平面投影坐标系下统一的多源释放模型：