[发明专利]一种涉水公共场合室内空气挥发性有机污染物的预测方法

摘要

本发明公开了一种涉水公共场合室内空气挥发性有机污染物的预测方法，包括以下步骤：确定待模拟的公共场所，将该公共场所内各房间顺序编号，再进一步确定污染源所在的房间，并且确定在各房间之间的空气流通关系；分别建立室内有污染源的各房间内的污染物转运方程以及室内无污染源的各房间的污染物转运方程；通过数学软件分别求解每一个房间的污染物浓度函数并且使用蒙特卡洛方法多次重复求解，求解结果以置信区间的形式给出。本方法可以模拟非稳态环境系统。

主权项

一种涉水公共场合室内空气挥发性有机污染物的预测方法，其特征在于包括以下步骤：步骤101：确定待模拟的公共场所，将该公共场所内各房间顺序编号，再进一步确定污染源所在的房间，并且确定在各房间之间的空气流通关系，所述的污染源分为完全混合流和活塞流；步骤102：根据质量守恒原理，分别建立室内有污染源的各房间内的污染物转运方程以及室内无污染源的各房间的污染物转运方程；其中房间内有污染源的各房间的污染物转运方程如下式1所示：室内无污染源的各室的污染物转运方程如下式2所示：上式1和式2中：Vi为房间体积；t为时间；qi_j、qj_i分别为从序号为i的房间进入序号为j房间的换气速率和从序号为j的房间进入序号为i的房间的换气速率；j的取值范围为从1至n+1，其中n为房间总数，n+1表示室外空间，且j≠i；其中上式1中的Si(t)为有污染源房间内的污染物释放速率函数；i代表任意一个有污染源房间的序号，j代表与序号为i的房间具有空气流通关系的房间序号；Ci(t)为序号为i的房间内污染物空气浓度函数；Cj(t)为与序号为i的房间具有空气流通关系的房间内污染物空气浓度函数；其中上式2中的i代表任意一个无污染源房间的序号，j代表与序号为i的房间具有空气流通关系的房间序号；Ci(t)为序号为i的房间内污染物空气浓度函数；Cj(t)为与序号为i的房间具有空气流通关系的房间内污染物空气浓度函数；步骤103：求解上式1中的有污染源房间内的污染物释放速率函数，具体步骤如下：(a)对完全混合流污染源建立释放模型如式3所示：对活塞流类污染源建立释放模型下式4：式3和式4中：KOL，i为污染源液相总传质系数；Ci(t)为序号为i的房间内污染物空气浓度函数；Gi(t)为某污染源关联的顾客数时间函数；Hi为亨利常数；Cw，i为序号为i的房间污染物水体浓度；Ai为污染源的传质面积；式3中i表示所考虑的完全混合流污染源所处的房间序号；kL，ref为参考物质的液相传质系数；Dl，ref为参考物质的液相扩散系数；Dg，i和Dl，i分别为污染源所释放的污染物的气相和液相扩散系数；μw，i为水粘度；ρa，i为空气密度；μα，i为空气粘度；P为水面占用行为机械做功功率，常数；Vw，i为水池体积；vi为污染源水面风速。式4中：i表示所考虑的活塞流类污染源所处的房间序号；QL，i为序号为i的房间中活塞流污染源流量；(b)利用排队论原理确定式3和式4中某污染源关联的顾客数时间函数，具体步骤如下：第一步：分别建立逻辑结构和数据参数；所述的逻辑结构包括：抽象顾客在公共场所内的行为，建立随机服务系统，确定顾客在哪些房间的哪些行为会与污染源发生关联；确定公共场所的营业规则，着重关注营业时间和对顾客行为做出限定的相关规定；确定顾客到达流特征，包括：顾客数量、顾客到达的随机性、顾客到达的独立性和顾客到达的波动性；确定服务系统的特征，包括：服务机构的并行方式及数量、服务时间的随机性和服务时间的波动性；确定排队和服务规则，包括：顾客在进入服务机构前的等待方式和顾客接受服务的顺序；所述的数据参数包括：建立顾客到达时间间隔时间函数，具体过程为：首先，获取研究对象多条顾客到达时间序列；其次，计算典型顾客到达时间序列；再次，使用曲线拟合的方法将典型顾客到达时间序列转换为顾客到达率时间函数；最后，顾客到达率时间函数求倒数得到顾客到达时间间隔时间函数；确定顾客停留时长；第二步，根据第一步的逻辑结构和数据参数，计算污染源关联的顾客数时间函数，具体步骤为：步骤201：生成每名顾客的到达时间并获取顾客数最大值；步骤202：生成每名顾客的停留时间并计算每名顾客到达和离开某房间的时刻；步骤203：根据步骤201和步骤202生成的顾客到达每一房间的时刻，计算每一时刻在某房间的顾客人数；(c)将步骤(b)求得的结果代入式3和式4中；步骤104：将步骤103中的式3和式4根据污染源类型代入式1，然后利用式1和式2通过数学软件分别求解每一个房间的污染物浓度函数并且使用蒙特卡洛方法多次重复求解，求解结果以置信区间的形式给出。