[发明专利]一种基于锋面预测的河口塑料污染清理方法

说明书

本发明涉及河道垃圾清理技术领域，具体地说，涉及一种基于锋面预测的河口塑料污染清理方法；包括以下步骤：S1、推导可用于预测锋面发生位置的参数，并对推导的参数进行验证；S2、根据预测锋面发生位置的参数，获取拟进行污染物清理的目标河口的基本信息参数；S3、将目标河口的基本信息参数带入到预测锋面发生位置的参数中，形成空间分布图，空间分布图中高值区表示为所预测的锋面位置；S4、预测目标河口中计划清理日期锋面的发生时间；S5、船只于预测锋面发生时间段内，赴所预测的锋面位置进行污染物的拖网收集。本发明提出基于污染物聚集的天然屏障“锋面”来进行污染物的收集，大大降低对当地船只航行和生态环境的影响。

技术领域

本发明涉及河道垃圾清理技术领域，具体地说，涉及一种基于锋面预测的河口塑料污染清理方法。

背景技术

自2004年“微塑料”的概念被提出以来，微塑料成为环境科学研究的热点问题，许多科研人员都投入到微塑料的研究中，并发表了许多重要的成果，使得微塑料污染引起全球的重视，已经成为近年来国际社会高度关注的环境问题。微塑料垃圾对海洋生物有诸多危害，如被海洋生物误食以及成为其他污染物的载体等。海洋塑料碎片主要来源于陆地。作为微塑料入海的重要渠道，河流已经潜在地成为各种尺寸塑料碎片的主要运输途径。每年有数百万吨河流塑料垃圾通过河口进入海洋。据估计，1000多条河流占全球河流向海洋排放塑料总量的80%。

为了清理河口中的塑料垃圾，国内外的专家学者们提出了多种清理装置的概念或技术，有些也开始应用在实际河口中。但是，这些清理装置有一个缺陷，就是它们必须被长期或较长期地安置在河道中，会对当地的船只航行和生态环境等造成影响。

因此，亟需提供一种基于锋面预测的河口塑料污染清理方法，相对于现有技术，设计出一种高效但对当地原有生态系统产生很小影响的塑料垃圾收集方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于锋面预测的河口塑料污染清理方法，该方法简单经济易行，也大大减小对当地生态系统的影响。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于锋面预测的河口塑料污染清理方法，包括以下步骤：

S1、推导用于预测锋面发生位置的参数，并对推导的参数进行验证；

S2、根据预测锋面发生位置的参数，获取拟进行污染物清理的目标河口的基本信息参数；

S3、将目标河口的基本信息参数带入到预测锋面发生位置的参数中，形成空间分布图，空间分布图中高值区表示为所预测的锋面位置；

S4、预测目标河口中计划清理日期锋面的发生时间；

S5、船只于预测锋面发生时间段内，赴所预测的锋面位置进行污染物的拖网收集。

进一步地，决定锋面发生位置的参数为，其中U_T代表河口中的潮流与径流流速之和的特征量、为河口水深的水平梯度、h为水深。

再进一步地，参数根据下式得出：

上式中，为垂直涡度，为深度平均的水平流速，h为水深，为单位垂向矢量，为底部剪切应力，为表面剪切应力，为底拖曳系数，表示河水密度；

将上式中简化得出。

再进一步地，S3具体包括以下步骤：

S301、计算水深的水平梯度的分布特征；

S302、通过河口上游水文站观测数据，计算目标河口中预计清理日期的径流量大小，从而计算径流引起的流速大小；

S303、根据目标河口的历史资料总结得出河口中的潮流与径流流速之和的特征量；