一种场地的污染物迁移预测方法

1.本发明涉及环境岩土工程技术领域，尤其涉及一种场地的污染物迁移预测方法。


背景技术：

2.对于场地土壤污染导致的环境损害，现有技术指出应结合鉴定评估准备以及损害调查确认阶段获取的损害事件特征、场地环境条件、土壤与地下水污染状况等信息，采用必要的技术手段对污染源进行解析；构建概念模型，开展污染介质、载体调查，提出特征污染物从污染源到受体的迁移路径假设，并通过迁移路径的合理性、连续性分析，对迁移路径进行验证；基于污染源解析和迁移路径验证结果，分析污染环境行为与损害之间是否存在因果关系。
3.但是，现有技术场地的污染物迁移预测时用户采用相同的工作流程进行预测，工作量很大，造成了人力资源的浪费。
4.同时，现有技术场地的污染物迁移预测多关注与地下水，往往忽略了土壤内部的迁移，而且并未就迁移路径如何假设与验证给予明确阐述，而且这种基于概念模型的分析方法在精度上很难满足因果关系判定的需求。


技术实现要素：

5.(一)要解决的技术问题
6.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种场地的污染物迁移预测方法，其解决了现有技术忽略了土壤内部的迁移，而且并未就迁移路径如何假设与验证给予明确阐述，而且这种基于概念模型的分析方法在精度上很难满足因果关系判定的需求的技术问题。
7.(二)技术方案
8.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
9.本发明实施例提供一种场地的污染物迁移预测方法，包括：
10.s1、将预先获取的环境信息输入至预先建立的场地概念模型，获取该场地概念模型的输出相应的结果信息；
11.s2、基于该结果信息和/或预先确定的该场地上污染项目所属的行业类别，确定该场地所对应的工作等级；
12.s3、基于该场地所对应的工作等级，采用与该工作等级所对应的预测策略对该场地的污染物迁移进行预测，得到预测结果。
13.优选地，所述s1具体包括：
14.场地概念模型根据输入的环境信息，采用预先设定的敏感度判定规则确定该场地的敏感程度，和采用预先设定的污染等级判定规则，确定场地的环境污染程度。
15.优选地，
16.所述预先获取的环境信息包括第一环境信息；
17.所述第一环境信息用于在该第一环境信息输入所述预先建立的场地概念模型，该场地概念模型的输出相应该场地的敏感程度和场地的环境污染程度。
18.优选地，所述s2具体包括：
19.采用该场地的敏感程度和场地的环境污染程度和/或预先确定的该场地上污染项目所属的行业类别匹配预先设定的等级判断条件，确定该场地所对应的工作等级。
20.优选地，所述s3具体包括：
21.若该场地所对应的工作等级为第三等级，则确定该场地无需进行预测。
22.优选地，所述s3具体包括：
23.若该场地所对应的工作等级为第二等级，则采用公式(1)对该场地的污染物迁移进行预测，得到预测结果；
24.所述预测结果包括：污染物的最大迁移距离；
25.所述公式(1)为：
[0026][0027]
l
max
表示污染物的最大迁移距离；
[0028]
v表示孔隙水平均流速；
[0029]
ω表示一级吸附速率系数。
[0030]
优选地，所述s3具体包括：
[0031]
若该场地所对应的工作等级为第一等级，则根据预先获取的环境信息，采用公式(2)对该场地的污染物迁移进行预测，得到预测结果；
[0032]
所述预测结果包括：污染物迁移路径以及污染物的最大迁移距离；
[0033]
所述公式(2)为：
[0034][0035]
其中，θ表示容积含水量；
[0036]
ρb为容重；
[0037]
f表示平衡吸附点位所占的比例；
[0038]
kd为分配系数；
[0039]
c表示液相污染物浓度；
[0040]
sk表示动力学点位的吸附态污染物浓度；
[0041]dsh
表示水动力弥散系数；
[0042]
ω表示一级吸附速率系数；
[0043]
v表示孔隙水平均流速；
[0044]
t表示时间；
[0045]
z表示污染物迁移方向上的空间坐标。
[0046]
(三)有益效果
[0047]
本发明的有益效果是：本发明的一种场地的污染物迁移预测方法，由于基于该结果信息和/或预先确定的该场地上污染项目所属的行业类别，确定该场地所对应的工作等
级，并基于该场地所对应的工作等级，采用与该工作等级所对应的预测策略对该场地的污染物迁移进行预测，相对于现有技术而言，其可以针对不同的工作等级采用不同的预测策略去对该场地的污染物迁移进行预测减少了工作量，以及在工作等级为第一等级时，采用公式(2)得到准确的预测结果。
附图说明
[0048]
图1为本发明的一种场地的污染物迁移预测方法流程图；
[0049]
图2为本发明实施例中的一种场地的污染物迁移预测方法实现流程图。
具体实施方式
[0050]
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
[0051]
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0052]
为了在预测场地(也就是目标场地)土壤和地下水中的污染物分布特征及其在时间和空间上的变化趋势，推断污染扩散的范围，量化污染扩散的速率，分析污染受体受到影响的程度。参见图1和图2，本实施例提供一种场地的污染物迁移预测方法，包括：
[0053]
s1、将预先获取的环境信息输入至预先建立的场地概念模型，获取该场地概念模型的输出相应的结果信息。
[0054]
在本实施例的实际应用中，预先获取的环境信息可包括：预先分阶段搜集场地概况、水文地质条件、污染源情况、土壤和地下水污染评价结果、土壤和地下水的环境损害的基本情况以及收集调查区域地质图、钻孔柱状图、地质剖面图、地质构造图、水文地质图等相关资料、场地土体构型、土壤结构、土壤质地、地层岩性及其分布情况、基岩裂隙发育情况、场地地下水赋存条件、含水层分布(埋深、厚度、岩性)、水文地质单元划分、地下水径排条件及关键水文地质参数。
[0055]
预先获取的环境信息内容的翔实程度应能详细说明土壤和地下水污染源的属性、污染物排放特征、污染途径、污染源与受体(人体健康、生物多样性)之间的关系。
[0056]
在一个具体的实施方式中，所述预先获取的环境信息至少应该包括第一环境信息；所述第一环境信息用于在该第一环境信息输入所述预先建立的场地概念模型，该场地概念模型的输出相应该场地的敏感程度和场地的环境污染程度。
[0057]
本实施例中的预先建立的场地概念模型，能够通过预先获取的环境信息得到场地的水文地质条件概化、识别出场地的主要污染物、场地的环境敏感程度、场地环境污染程度。
[0058]
在本实施例的另一实施方式中，预先建立的场地概念模型根据输入的环境信息，采用预先设定的敏感度判定规则确定该场地的敏感程度，和采用预先设定的污染等级判定规则，确定场地的环境污染程度。
[0059]
s2、基于该结果信息和/或预先确定的该场地上污染项目所属的行业类别，确定该
场地所对应的工作等级。
[0060]
s3、基于该场地所对应的工作等级，采用与该工作等级所对应的预测策略对该场地的污染物迁移进行预测，得到预测结果。
[0061]
所述场地概念模型根据输入的环境信息，采用预先设定的敏感度判定规则确定该场地的敏感程度，举例说明如下：
[0062]
若该场地预设范围内存在第一预先设定的地区，则确定该场地敏感程度为敏感。
[0063]
所述第一预先设定的地区包括居民区、学校、医院、集中式饮用水水源的准保护区等，在此仅仅是举例说明，并不全部列举出所有的第一预先设定的地区。
[0064]
若该场地预设范围内存在第二预先设定的地区，则确定该场地敏感程度为较敏感。
[0065]
所述第二预先设定的地区包括：集中式饮用水水源准保护区以外的补给径流区、分散式应用水水源地等，在此仅仅是举例说明，并不全部列举出所有的第二预先设定的地区。
[0066]
若该场地预设范围内存在第三预先设定的地区，则确定该场地敏感程度为不敏感。
[0067]
所述第三预先设定的地区为除所述第一预先设定的地区和第二预先设定的地区之外的其他地区。
[0068]
所述场地概念模型根据输入的环境信息，采用预先设定的污染等级判定规则，确定场地的环境污染程度，具体的实现方式，举例说明如下：
[0069]
场地概念模型根据输入的环境信息，确定该场地内预先确定的所有的单点的内梅罗污染指数，并根据所述场地内所有的单点的内梅罗污染指数确定所述场地环境污染程度，具体包括：
[0070]
当单点的内梅罗污染指数小于等于0.7时，则确定所述单点的环境污染程度为第一污染级。
[0071]
当单点的内梅罗污染指数大于0.7小于等于1时，则确定单点的环境污染程度为第二污染级。
[0072]
当单点的内梅罗污染指数大于1小于等于2时，则确定所述单点的环境污染程度为第三污染级。
[0073]
当单点的内梅罗污染指数大于2小于等于3时，则确定所述单点的环境污染程度为第四污染级。
[0074]
当单点的内梅罗污染指数大于等于3时，则确定所述单点的环境污染程度为第五污染级。
[0075]
最后将场地内预先确定的所有的单点的环境污染程度污染等级的平均值作为该场地的综合污染级别。
[0076]
在本实施例的实际应用中，所述s2具体包括：
[0077]
采用该场地的敏感程度和场地的环境污染程度和/或预先确定的该场地上污染项目所属的行业类别匹配预先设定的等级判断条件，确定该场地所对应的工作等级。具体的方式，举例说明如下：
[0078]
若该场地的环境敏感程度为不敏感时，则确定该场地所对应的工作等级为第三等
级。
[0079]
若该场地上污染项目所属的行业类别为第三类、场地的环境敏感程度为较敏感以及场地环境污染程度不高于第一污染级，则确定该场地所对应的工作等级为第三等级。
[0080]
若该场地上污染项目所属的行业类别为第三类、场地的环境敏感程度为敏感以及该场地的综合污染级别为大于等于第二污染级小于等于第三污染级，最高单点污染级别为大于等于第四污染级小于等于第五污染级，则确定该场地所对应的工作等级为第二等级。
[0081]
若该场地上污染项目所属的行业类别为第二类、场地的环境敏感程度为较敏感以及综合污染级别为大于等于第二污染级小于等于第三污染级，最高单点污染级别为大于等于第四污染级小于等于第五污染级，则确定该场地所对应的工作等级为第二等级。
[0082]
若该场地上污染项目所属的行业类别为第二类、场地的环境敏感程度为敏感以及综合污染级别大于第二污染级，且最高单点污染级别达到第五污染级，则确定该场地所对应的工作等级为第一等级。
[0083]
若该场地上污染项目所属的行业类别为第一类、场地的环境敏感程度为较敏感以及综合污染级别大于第二污染级，且最高单点污染级别达到第五污染级，则确定该场地所对应的工作等级为第一等级。
[0084]
若该场地上污染项目所属的行业类别为第一类、场地的环境敏感程度为敏感以及综合污染级别在大于第二污染级，则确定该场地所对应的工作等级为第一等级。
[0085]
本实施例中当同一个场地涉及到两类或两类以上污染项目时，应分别判定工作等级，并按相应的等级开展评价等级的工作。
[0086]
对于调查资料满足评估工作等级要求的地区直接开展相应的迁移预测工作；不满足评估工作等级要求的地区需补充收集资料，必要时开展更为深入的土壤和水文地质勘查与试验工作、污染迁移调查以及监测工作。
[0087]
在本实施例的实际应用中，所述s3具体包括：
[0088]
若该场地所对应的工作等级为第三等级，则确定该场地无需进行预测。
[0089]
在本实施例的实际应用中，所述s3具体包括：
[0090]
若该场地所对应的工作等级为第二等级，则采用公式(1)对该场地的污染物迁移进行预测，得到预测结果。
[0091]
所述预测结果包括：污染物的最大迁移距离；
[0092]
所述公式(1)为：
[0093][0094]
l
max
表示污染物的最大迁移距离。
[0095]
v表示孔隙水平均流速。
[0096]
ω表示一级吸附速率系数。
[0097]
具体的，当该场地所对应的工作等级为第二等级，得到污染物的最大迁移距离后，用户可以对此污染物的最大迁移距离进行验证，真实的去该场地的最大迁移距离处进行采集信息，看是否存在污染物，或者该处的污染物浓度是否达到风险筛选值。
[0098]
经过用户的验证后，用户可编写报告，该报告应当完整地体现污染物模拟预测评估的全部工作，包括：
[0099]
场地的土壤及地下水污染状况概化部分应描述场地环境基本状况、污染程度和范围，场地土壤及地下水污染问题和可能成因，总结污染源解析结果，分析污染物迁移转化机制和污染受体特征。对预测结果的分析和讨论进行文字表达，说明场地污染未来发展趋势。
[0100]
具体的，用户可根据预先获取的环境信息分析确定场地水分和污染物的边界条件。并结合场地主要污染指标空间分布特征和水文地球化学特征、行业特征污染指标等，识别定位污染来源。根据场地水文地质条件和污染源位置，明确污染物进入土壤和地下水的污染途径及受污染土壤和含水层、污染物释放形式及释放规律。将污染途径概化为入渗、大气沉降、地表漫流三种途径；将污染物释放形式概化为点源或面源；将释放规律概化为连续恒定释放或非连续恒定释放。对场地主要污染物在土壤和地下水中的物理迁移过程、生物地球化学转化过程进行定性分析，确定主要污染物是否存在吸附、衰变、降解、反应、挥发、变密度流和多相流等迁移转化过程。
[0101]
在本实施例的实际应用中，所述s3具体包括：
[0102]
若该场地所对应的工作等级为第一等级，则根据预先获取的环境信息，采用公式(2)对该场地的污染物迁移进行预测，得到预测结果。
[0103]
所述预测结果包括：污染物迁移路径以及污染物的最大迁移距离。
[0104]
所述公式(2)为：
[0105][0106]
其中，θ表示容积含水量。
[0107]
ρb为容重。
[0108]
f表示平衡吸附点位所占的比例。
[0109]
kd为分配系数。
[0110]
c表示液相污染物浓度。
[0111]
sk表示动力学点位的吸附态污染物浓度。
[0112]dsh
表示水动力弥散系数。
[0113]
ω表示一级吸附速率系数。
[0114]
v表示孔隙水平均流速。
[0115]
t表示时间；
[0116]
z表示污染物迁移方向上的空间坐标。
[0117]
具体的，当该场地所对应的工作等级为第一等级，得到场地内的污染物迁移路径以及污染物的最大迁移距离后，用户可以对此污染物的最大迁移距离进行验证，真实的去该场地的最大迁移距离处进行采集信息，看是否存在污染物，或者该处的污染物浓度是否达到风险筛选值。同时，用户还可以对场地内的污染物迁移路径进行验证，即在场地内的污染物迁移路径上的某处采集污染物的信息，经过用户的验证后，用户可编写报告，该报告包括：场地的土壤及地下水污染状况概化部分应描述场地环境基本状况、污染程度和范围，场地土壤及地下水污染问题和可能成因，总结污染源解析结果，分析污染物迁移转化机制和污染受体特征。对预测结果的分析和讨论进行文字表达，说明场地污染未来发展趋势。
[0118]
本实施例中的一种场地的污染物迁移预测方法，由于基于该结果信息和/或预先确定的该场地上污染项目所属的行业类别，确定该场地所对应的工作等级，并基于该场地
所对应的工作等级，采用与该工作等级所对应的预测策略对该场地的污染物迁移进行预测，相对于现有技术而言，其可以针对不同的工作等级采用不同的预测策略去对该场地的污染物迁移进行预测减少了工作量，以及在工作等级为第一等级时，采用公式(2)得到准确的预测结果。
[0119]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例，或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0120]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。
[0121]
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何附图标记理解成对权利要求的限制。词语“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件来具体体现。词语第一、第二、第三等的使用，仅是为了表述方便，而不表示任何顺序。可将这些词语理解为部件名称的一部分。
[0122]
此外，需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0123]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员在得知了基本创造性概念后，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，权利要求应该解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0124]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也应该包含这些修改和变型在内。