[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 202110360332.0
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN112946226B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳多貴;蔡苗;宋小毛;高方偉;賴朝圓;汪赟
• 申請（專利權(quán)）人: 墣錦環(huán)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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11676
• 代理人: 馮春回

本發(fā)明公開了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(tǒng)，所述土壤和地下水污染三維可視化模擬系統(tǒng)包括可視化模擬模塊、監(jiān)測模塊、比對模塊和修復(fù)模塊；所述可視化模擬模塊用于模擬不同環(huán)境下的土壤和地下水污染，所述監(jiān)測模塊用于將監(jiān)測地下水在不同環(huán)境下以及在污染和未受到污染環(huán)境下的三維流向軌跡數(shù)值化，并計算出數(shù)值后用數(shù)值方式表達出來，所述比對模塊用于將監(jiān)測模塊測得的數(shù)值進行規(guī)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(nèi)后判斷不同環(huán)境下的污染指標(biāo)，本發(fā)明，具有監(jiān)測軌跡準(zhǔn)確和自適應(yīng)修補的特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地下水計算技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種土壤和地下水污染三維可視化模擬方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著我國工業(yè)化幾十年發(fā)展，土壤及地下水污染越發(fā)成為環(huán)境突出問題，土壤及地下水污染對社會生產(chǎn)生活、生態(tài)環(huán)境和人體健康造成不同程度的危害。

土壤和地下水系統(tǒng)錯綜復(fù)雜，在研究過程中，污染物的遷移規(guī)律隨著實際水文地質(zhì)情況而各不相同。相比在修復(fù)階段建立大型試驗場地，在室內(nèi)開展模擬實驗可節(jié)省投資，提高效率，并且可以提供可視性的理想條件下污染物遷移規(guī)律的信息。修復(fù)材料與污染土壤中和反應(yīng)后可達到凈化污染土壤的效果，但若修復(fù)材料填充過多，會導(dǎo)致因修復(fù)材料和污染土壤的滲透性不同，而破壞含水層，造成水土流失，若填充過少，將會造成修復(fù)性不夠。因此，設(shè)計監(jiān)測軌跡準(zhǔn)確和自適應(yīng)修補的一種土壤和地下水污染三維可視化模擬方法是很有必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種土壤和地下水污染三維可視化模擬方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：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(tǒng)，所述土壤和地下水污染三維可視化模擬系統(tǒng)包括可視化模擬模塊、監(jiān)測模塊、比對模塊和修復(fù)模塊；所述可視化模擬模塊用于模擬不同環(huán)境下的土壤和地下水污染，所述監(jiān)測模塊用于將監(jiān)測地下水在不同環(huán)境下以及在污染和未受到污染環(huán)境下的三維流向軌跡數(shù)值化，并計算出數(shù)值后用數(shù)值方式表達出來，所述比對模塊用于將監(jiān)測模塊測得的數(shù)值進行規(guī)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(nèi)后判斷不同環(huán)境下的污染指標(biāo)，所述修復(fù)模塊用于針對性對受污染土壤和地下水進行修復(fù)；通過上述系統(tǒng)模塊，首先可以采用可視化模擬模塊用于模擬不同環(huán)境和場景，進而可以考慮自然環(huán)境影響下的多重因素，有效提高實驗的可靠性和真實性，監(jiān)測模塊對地下水的運動軌跡進行監(jiān)測并直觀的數(shù)值化，并判斷污染指數(shù)后針對性進行填補修復(fù)，大大提高了對環(huán)境工程方面的研究貢獻，保護了生態(tài)自然環(huán)境。

根據(jù)上述技術(shù)方案，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(nèi)的溫度環(huán)境，可以模擬自然環(huán)境下的不同季節(jié)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(zhì)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；實現(xiàn)了多維度考慮現(xiàn)實自然環(huán)境下所遇到的問題，并且可以做出更多實驗數(shù)據(jù)，有助于了解不同環(huán)境下對地下水污染的環(huán)境影響因素。

根據(jù)上述技術(shù)方案，所述可視化模擬模塊的工作方法為：

S1.先調(diào)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(huán)境，并關(guān)閉多級污染源控制單元，注入水流，觀察并記錄水流動態(tài)流向軌跡；

S2.分檔次調(diào)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(tài)流向軌跡；

S3.分檔次調(diào)節(jié)壓力控制單元，將溫度控制單元調(diào)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(tài)流向軌跡；

S4.打開多級污染源控制單元，隨后重復(fù)步驟S2和S3；