测试分析获得了每个样本所含的多种化学元素的浓度数据。
由于重金属污染物的传播方向多为从高浓度到低浓度故我们此处不考虑重金属在土壤中其他方向的传播故我们得到得到某个0t时刻每个采样点地表重金属污染物的浓度cxy不考虑重金属在土壤中的自我降解能力建立二维传播模型
重金属污染物在饱和各向同性土壤中运移的基本方程
y
c
VxcVycDxcDtcyxyx2222
5
fy
xDD分别代表x和y方向上的弥散系数
y
xVV分别代表x和y方向上的对流速度。
在二维传播模型中原点00重金属污染物的质量为M对上述方程进行求解
可得在0t
时刻重金属污染物的浓度yxc表达式
44exp
80
002
30tDtVytDtVxDDtMyxcyyxxy
x
π
3二维传播系数的确定
首先利用surfer软件根据附件中给出的319个样本点测出的8种重金属浓度画图影像图。
图31As污染情况影像图
5000
10000
15000
20000
25000
05000
10000
15000
根据上图观察可得重金属污染物浓度有几个明显的极大值但是有些重金属污染物浓度较小不具备成为污染源的能力故我们用题2中的单因子评价法级别F22
i
i
iSCP即超过中度污染的样本点作为预备污染源污染级别对应的取污染各元素浓度见下表
表31中度污染级别对应的各重金属浓度
在初步选取预备污染源之后以污染源为圆心选取以2km为半径的圆中所有采样点将采样点金属污染物的浓度运用1stopt软件对二维传播模型进行多项式拟合从而得到以2km为半径的区域中的传播系数yxyxVVDD由假设知在较小区域里传播系
f数yxyxVVDD为定值从而得到此区域内的二维传播模型。4表32传播系数
3污染源的确定
根据传播系数我们可以确定二维传播模型的方程然后我们要在2km范围内确定污染源的位置由此我们用浓度Cxy方程分别对变量x和变量y求偏导令它们的倒数为零由此可以求出局部地区浓度的最大值找到污染源的位置。
综上确定污染源的二维传播模型为
00244exp
80
002
30y
C
xC
FtDtVytDtVxDDtMyxcyyxxy
xπ
533二维传播模型的求解
首先根据8种重金属污染物的空间分布图求出各个元素在空间上浓度的极大值在满足污染程度超过中度污染的情况下选取这些样本点作为预备污染源。
然后在选取污染源之后选取以2km为半径的圆中所有采样点将采样点金属污染物的浓度运用1stopt软件对二维传播模型进行多项式拟合从而得到以2km为半径的区
f域中的传播系数dx、dy、ux、uy。将得出的结果带入方程
44exp
80
0002
30tDtVytDtVxDDtM
yxcyyxxy
xr