[發(fā)明專利]一種河流中不透水邊界的污染源定位方法

有效

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• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103472201A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊君;柴利;李微;羅旭;田鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線傳感網(wǎng)絡(luò)與環(huán)境監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種河流中不透水邊界的污染源定位方法。?

技術(shù)背景

我國水環(huán)境正面臨著水體污染、水資源短缺和洪澇災(zāi)害等多方面壓力，水體污染加劇了水資源短缺，水生態(tài)環(huán)境破壞促使洪澇災(zāi)害頻發(fā)，給人們的生產(chǎn)生活帶來了諸多不良影響。河流是主要的引用水源，工農(nóng)業(yè)廢水廢渣的排放、化學(xué)物質(zhì)的泄漏以及城市垃圾的傾倒都嚴(yán)重污染了水體。所以，河流污染源的定位對保護(hù)水資源起著重要意義。?

目前，國外學(xué)者對水環(huán)境的研究主要是監(jiān)測水質(zhì)，對污染源的定位研究甚少。國內(nèi)對水體中污染源的定位研究較少。目前，水體污染源的探測與定位是通過人工檢測、遙感技術(shù)、GPS定位技術(shù)、GIS技術(shù)和機(jī)器人定位技術(shù)。人工檢測技術(shù)周期長、采樣時間受天氣地域等的影響，遙感、GPS和GIS技術(shù)成本昂貴，機(jī)器人定位技術(shù)造價高且易出故障，并且不易實現(xiàn)大面積和跨區(qū)域的監(jiān)測，可操作性不強(qiáng)。?

總之，以上探測與定位技術(shù)在實際應(yīng)用中存在的弊端有：技術(shù)成本昂貴，受天氣地域影響，跨區(qū)域監(jiān)測難，檢測周期長，操作性差。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的在于提供一種具有成本低廉、部署方便、不受時空干擾、跨區(qū)域監(jiān)測、操作性強(qiáng)和檢測周期短的河流中不透水邊界的污染源定位方法。?

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案的具體步驟是：?

步驟一、標(biāo)記說明?

本方法所涉及的標(biāo)記：M表示已知污染源處的污染物排放強(qiáng)度；h表示待監(jiān)測河流的平均水深；u_x表示待監(jiān)測河流的水流速度；k_sy表示彌散系數(shù)；k₁表示降解系數(shù)；(x_i,y_i)表示傳感器節(jié)點的坐標(biāo)，i＝1,2,...,n，n為自然數(shù),n≥3；表示第i傳感器節(jié)點測得的濃度，i＝1,2,...,n；(ζ,η)表示估計污染源的坐標(biāo)，ζ表示估計污染源位置的橫坐標(biāo)，η表示污染源位置的縱坐標(biāo)。?

步驟二、部署無線傳感網(wǎng)絡(luò)?

無線傳感網(wǎng)絡(luò)由計算機(jī)、網(wǎng)關(guān)、匯聚節(jié)點和n個傳感器節(jié)點組成，n個傳感器節(jié)點均勻地部署在待監(jiān)測河流區(qū)域內(nèi)；每個傳感器節(jié)點均以無線方式與匯聚節(jié)點連接，匯聚節(jié)點與網(wǎng)關(guān)無線連接，網(wǎng)關(guān)通過GPRS與計算機(jī)連接；?

每個傳感器節(jié)點中均裝有傳感器節(jié)點控制程序，匯聚節(jié)點中裝有匯聚節(jié)點控制程序，計算機(jī)中裝有污染源監(jiān)測定位控制程序；?

步驟三、河流中不透水邊界的污染源定位模型?

設(shè)定部署在河流中的傳感器節(jié)點監(jiān)測到污染物，處于不同位置的傳感器節(jié)點觀測到的污染物濃度為：?