河流污染事故重建系统

河流污染事故发生后,需要根据检测数据,对污染源进行科学估计.所用软件操作应简单易行,并迅速获得满足一定精度要求的数值解.基于MATLAB和Visual C++技术,对河流污染事故分别在一维及二维的情况下进行了模拟,并将多种模拟结果可视化.另外,系统应用贝叶斯理论,结合河流污染物质扩散模拟模型和监测数据估计污染源的时间、位置和强度等重要参数,采用马尔可夫链蒙特卡罗方法进行后验推断,对污染源泄漏时间、地点和污染源强度等参数进行可能性估计.     

多泥沙河流水质模型研究

针对黄河泥沙含量大、泥沙对河流CODMn浓度影响大的突出特点,运用模拟实验方法,探讨了泥沙对CODMn浓度的影响,揭示了浑水、清水中CODMn浓度与含沙量间的关系.研究表明,黄河浑水中CODMn浓度随含沙量增大呈显著上升趋势,而去除泥沙后清水CODMn浓度测定值随其原含沙量增大呈微上升趋势.依据质量平衡原理,建立了充分考虑泥沙影响的CODMn衰减经验模型.清水中CODMn浓度的变化采用完全混合反应器概念来模拟,浑水中CODMn浓度通过清水中CODMn浓度与泥沙中CODMn浓度之和来量化.模型基本方程的求解采用稳态解析解.模型中的参数通过利用实际监测数据及室内实验结果与优化结合的方法确定.同时,利用实际监测数据对参数和模型进行检验.结果表明,模型结构合理,参数取值可靠,模型精度较好.模型既能揭示汇流区间人为污染对河段水质的影响,又可以反映作为面污染源的黄河泥沙对污染的影响,可作为水质预测的实用工具及规划管理的依据.     

非稳态微生物污染物在建筑群内迁移的数值模拟

随着城市化进程的加快和城市中心人口密度的激增,微生物污染问题成为人们关注的热点.本文利用病毒群体动力学演化模型研究非稳态微生物污染的产生过程,并将模型结果作为非稳态污染源的源强引入污染物对流扩散方程.假设没有继发性感染,研究致病性微生物污染源对建筑群环境的影响,得到了建筑群表面及周围污染物浓度随时间的变化规律.假定致病感染浓度,得到了微生物污染源的影响范围,这为控制污染物扩散和建立致病微生物污染预警系统提供了理论指导.     

模式搜索算法在毒气泄漏中的源强反算

基于泄漏源下风向的浓度监测数据并结合大气扩散模式建立反算模型,以确定泄漏源的位置和强度。以扩散模式仿真的浓度数据与监测数据的匹配度作为目标函数,将反演问题转化为优化问题,利用模式搜索算法迭代优化。以高斯模型为例验证了算法的可行性,结果表明利用探测器提供的测量浓度值,模式搜索算法能够在较短时间内搜索到最优解,在计算复杂性或时间上较梯度型算法和智能优化算法有一定优势。该算法能够及时而准确地反算出泄漏源强度和位置,为事故的应急响应与救援提供依据。     

基于GIS的有毒气体储罐泄漏扩散及其过程模拟

为动态模拟有毒气体储罐泄漏扩散事故（toxic gas vessel leakage and dispersion,以下简称为TLD）的扩散过程,基于高斯点源瞬时泄漏模型,添加时间因子,将TLD的泄漏过程转换为一系列瞬时点源泄漏的叠加过程,从而获得任意时刻、任意位置的有毒气体浓度分布方程。以某氯气泄漏事故为例,模拟了有毒气体的扩散过程。结果表明,在初始阶段有毒气体储罐泄漏扩散的影响范围是逐步增大的;泄漏持续到一定时间,扩散过程趋于稳定;若假设泄漏条件不变,则此后的扩散过程类似于连续泄漏,影响范围保持不变。经与ALOHA软件的计算结果对比,两者在泄漏5分钟以后的模拟结果基本一致,本文所述模型模拟计算结果可信。     

水文地质参数对地下水溶质预测结果的影响

以西南某磷矿的尾矿库为对象,研究解析法预测地下水溶质运移过程中水文地质参数对预测结果的影响。通过水文地质勘查获得库区水文地质参数的变化范围,然后选择连续注入示踪剂-平面连续点源模型进行预测。结果表明:极端情况下,承压含水层的总磷最大扩散质量浓度在1 001 d后达到稳定。承压含水层厚度与总磷最大模拟质量浓度呈现倒数关系,当承压含水层厚度小于10 m时,总磷预测质量浓度随承压含水层厚度变化较快;在其他参数为最不利的情况下,承压含水层流速大于0.076 23 m/d时,总磷最大模拟质量浓度随承压含水层流速增大而减小;总磷最大模拟质量浓度随承压含水层扩散系数增大而减小,总磷最大模拟质量浓度随承压含水层扩散系数的变化可分为快速、缓慢下降及平衡3个阶段。     

基于DPM模型的建筑小区内颗粒物扩散研究

近年来,颗粒物污染是影响居民居住环境的关键因素,为了控制颗粒污染物扩散、改善居民生活环境、提高居民生活质量,有必要研究不同风向和不同污染源位置下颗粒物的扩散规律。根据几何参数建立了建筑小区的三维模型,采用FLUENT软件,选用RNG k-ε两方程模型和离散相模型(Discrete Phase Model,DPM)对建筑小区内的气流运动、颗粒物扩散及浓度分布进行数值模拟,给出不同风向、不同污染源位置下人呼吸高度和窗高处的空气流场和颗粒物浓度场。研究显示,结合当地主导风向,合理安排建筑小区布局及车道的走向可以有效减轻建筑小区受污染的程度,从而提高建筑小区风环境质量,改善居民的生活环境。     

随机游动模型在大气污染扩散分析中的应用探讨

应用随机游动扩散模拟方法,并结合天津市的实际气象数据,对某区域的大气污染扩散情况进行了模拟计算.由模拟过程和结果可以看出,相比于高斯模型等其他常用方法而言,随机游动扩散模拟适用的范围较广,可用于瞬时以及非均匀的浓度扩散分布状况,也能够不受污染物质的特性所限制(气态物和重粒子都可进行模拟).模拟结果对有关部门的污染防护与事故处理有一定的参考意义.     

北京市城市街区PM10浓度日变化特征及其影响因子

为了解北京城市街区PM10浓度日变化特征及其影响因素,利用2003年10月BECAPEX(Beijing City Air Pollution Experiment)街道、街区及周边小区4个测点PM10浓度的对比观测试验资料和同期街道机动车流量、采样点附近自动气象站风速及探空资料进行了综合对比分析.通过天气诊断和统计学分析相结合,初步分析了北京市城区街道大气污染物PM10浓度日变化特征及机动车排放污染、气象条件对PM10浓度日变化的影响.结果表明,试验期间北京市城区街道PM10浓度日变化特征存在明显差异,交通源污染物PM10浓度日变化具有单峰与双峰型差异的特殊性.工作日PM10浓度日变化出现双峰,周末PM10浓度日变化仅有单峰出现; 交通污染源和气象条件对城市街区PM10浓度日变化特征的影响程度存在空间差异.离交通污染源较近的街区PM10浓度日变化受机动车排放污染的影响程度较大,而离交通源较远的小区PM10浓度受机动车排放污染的影响相对较小; 不稳定天气条件下交通污染源影响范围较小,在特定天气条件下,气象条件的影响强度可显著超过交通污染源的影响.     

采空区高位钻孔注浆防灭火浆液扩散特性研究

为研究综放采空区高位钻孔注浆不同注浆时间和注浆量对浆液空间扩散行为的影响,采用FLUENT数值计算方法,在"变重力、定倾角"注浆情况下,构建三维非均质采空区浆液扩散数学模型,以某矿29406工作面为研究对象,通过模拟分析确定单孔最佳注浆量为40 m~3/h时取得的防灭火效果最好,此时浆液倾向流动最远距离为50. 8 m。研究表明:浆液在采空区垂直扩散过程中,其扩散半径逐渐增加且存在峰值;在底板扩散过程中,浆液浓度峰值点不会随时间产生明显改变;随注浆量的增加,浆液沿倾向流动的最大距离均呈非线性上升趋势;采空区标志性气体监测数据显示,模拟分析结果与现场应用效果一致。