[發明專利]一種土壤和地下水污染三維可視化模擬方法

有效

• 申請號: 202110360332.0
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN112946226B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 吳多貴;蔡苗;宋小毛;高方偉;賴朝圓;汪赟
• 申請（專利權）人: 墣錦環境工程（海南）有限公司
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;G01N33/00;G01N33/24;G01N13/04
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 馮春回

1.一種土壤和地下水污染三維可視化模擬方法，其特征在于：該方法整體采用土壤和地下水污染三維可視化模擬系統，所述土壤和地下水污染三維可視化模擬系統包括可視化模擬模塊、監測模塊、比對模塊和修復模塊；所述可視化模擬模塊用于模擬不同環境下的土壤和地下水污染，所述監測模塊用于將監測地下水在不同環境下以及在污染和未受到污染環境下的三維流向軌跡數值化，并計算出數值后用數值方式表達出來，所述比對模塊用于將監測模塊測得的數值進行規模整合并判斷，并將土壤含水層的各向異性和不均勻性考慮在內后判斷不同環境下的污染指標，所述修復模塊用于針對性對受污染土壤和地下水進行修復；

所述可視化模擬模塊包括溫度控制單元、壓力控制單元和多級污染源控制單元，所述溫度控制單元用于控制模擬裝置內的溫度環境，可以模擬自然環境下的不同季節溫度下對土壤和地下水受到污染的影響，所述壓力控制單元控制壓板對土壤的壓力大小，可以模擬出不同土壤質的不同深度的含水層所受到的壓力大小下情況，所述多級污染源控制單元用于控制多個排污孔的排污量，可以模擬土壤和地下水受到不同程度污染情況；

所述可視化模擬模塊的工作方法為：

S1.先調整溫度控制單元和壓力控制單元，使得模擬裝置模擬常溫常壓下的環境，并關閉多級污染源控制單元，注入水流，觀察并記錄水流動態流向軌跡；

S2.分檔次調整溫度控制單元，壓力控制單元和多級污染源控制單元不變，觀察并記錄每一檔次水流動態流向軌跡；

S3.分檔次調節壓力控制單元，將溫度控制單元調回常溫，多級污染源控制單元不變，觀察并記錄每一檔次水流動態流向軌跡；

S4.打開多級污染源控制單元，隨后重復步驟S2和S3；

S5.調整多級污染源控制單元，隨后重復步驟S2和S3；

S6.比較S1-S5的結果軌跡，得到初步地下水可視化運動規律；

所述監測模塊包括二維膜導片單元、超導射網單元一、超導射網單元二和三維擬合柱單元，所述二維膜導片單元均勻鋪設在不同層次土壤層，所述二維膜導片用于探測地下水流，所述超導射網單元一和超導射網單元二分別位于二維膜導片單元的兩側，所述超導射網單元一用于對二維導膜片單元另一側的超導射網單元二橫向發射若干條等間距的縱向排列射線，所述超導射網單元二用于對二維導膜片單元另一側的超導射網單元一橫向發射若干條等間距的縱向排列射線，二維擬合子模塊與超導射網單元一和超導射網單元二電連接，二維擬合子模塊用于擬合出二維膜導片上的水份輪廓，所述三維擬合柱單元與二維擬合子模塊電連接，所述三維擬合柱單元用于擬合出新三維空間示意圖。

2.根據權利要求1所述的一種土壤和地下水污染三維可視化模擬方法，其特征在于：所述監測模塊的工作方法為：

A.利用超導射網單元一和超導射網單元二在二維膜導片單元表面互相對射建立超導射網；

B.超導射網單元一和超導射網單元二互相發射初始值相同的衰弱電信號，衰弱電信號隨著距離增加呈函數型規律下降，當兩個超導射網單元相互發射到彼此對面時電信號衰弱最大，電信號值為零；

C.當水流經過二維導膜片單元時，將在其表面殘留水份，超導射網單元一和超導射網單元二經過水份時會產生紊亂電流，使其在觸碰到水份時即刻停止電信號變化；

D.二維擬合子模塊收集超導射網單元一和超導射網單元二的電信號，并將相鄰超導射網單元反饋信號點之間連接樣條曲線，最終擬合出二維膜導片上的水份輪廓；

E.每一層的二維擬合子模塊將此層擬合而成的水流輪廓電信號傳輸至三維探測柱；

F.三維擬合柱單元收集每一層擬合子模塊模擬的電信號并將縱向相鄰的點連接，最后結合若干層的二維擬合子模塊的橫向線性輪廓擬合出新三維空間示意圖；

G.算出并觀察輪廓圖像和數據，重新準備開始步驟S1-S5的各項實驗，得到模擬出的不同場景下地下水流向；

H.將步驟G得到的數據和步驟S6得到的運動軌跡相互比對，排除因含水層各向異性的誤差，得到監測出不同場景下的地下水流動態流向軌跡。