嘉陵江铊污染事件

《嘉陵江铊污染事件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、嘉陵江铊污染事件的研究摘要当出现水质重金属污染超标时，有效的对污染状况进行分析，及时明确污染类型及源头，能最大限度的保障人民的饮水安全和减少对环境的破坏。本文以广元市5月铊污染事件为例，建立了计算下游污染规律变化和上游污染源头的模型。针对问题一，我们使用了两种方法。方法一，通过对数据进行统计，使用SPSS软件建立ARIMA模型对重点污染监测时间进行推算。再通过建立水质污染物分布一维模型结合推算的监测时间，确定重点污染监测范围。方法二，结合河道的情况，将污染物类型分为点源和面源两种污染类型进行分析，分别建立微分方程模型。建模时发现

2、点源和面源的模型结构完全不同，面源模型与时间无关。点源模型不仅与时间有关还有与污染源点距离有关，所以建立点源微分方程模型进行求解。建立面源微分方程模型并求解，根据模型我们可以求出重点监测区域和重点监测的时间。针对问题二，根据同一地点污染物浓度随时间变化的关系，并结合问题一建立的点源、面源微分方程模型可以判断出上游污染源类型。若为面源污染，结合单一变量原则，又可分为河道横截面积不同和河流流速不同两种情况。利用质量平衡原理和面源污染特性结合的微分方程模型，对其反解能够求出上游污染源的位置。若为点源污染，可以根据以污染源点为坐标原点建

3、立的的椭圆几何模型，求出以监测地点为参照点，其处在椭圆长轴两端点上时，相对于污染源位置的最大值和最小值，而污染源的实际位置在最大值和最小值之间。针对问题三，用MATLAB做出各地浓度变化拟合曲线，对曲线变化分析来总结该次事件中，铊元素污染的特征是：从上游到下游总体浓度变化较为缓和，污染类型为点源污染且在距离污染源头98公里处达到污染最大值。针对问题四，分别代入数据对问题一和问题二中的模型进行检验。对问题一中的水质污染物分布一维模型的检验结果为：体积污染系数为9.907秒每立方米，弥散速率为7.2595秒每平方米，符合对下游污染变

4、化规律的推测。对问题二验证时，将同一检测地点的两个浓度值（两个浓度值测定时间间隔已知）分别代入所建立的点源污染微分方程模型和椭圆几何模型，并结合椭圆长轴两端点的坐标'值，求解出实际污染所处范围为x61.623879，x75.169257，实际距离68.9km00处于两值之间，结果吻合，验证了问题二模型的合理性。关键词：水质污染物分布一维模型ARIMA模型微分方程模型几何最值计算法单一变量原则泰勒公式MATLAB拟合1一、问题重述问题一：假设嘉陵江出现水质铊元素点源污染或者面源污染，尝试建立一个合理的数学模型用以分析下游水质铊

5、元素的浓度变化情况，从而能够由此预测下游重点污染的监控区域以及监控时间。问题二：如果在下游水质监测点处检测到铊元素超标了和别的的相关数据，请尝试用相关数学模型快速的估计出上游的污染源类型和上游的污染大概位置。问题三：请收集本次广元市铊元素超标事件的相关数据，然后试分析本次铊事件污染的主要特点。问题四：请由第三问的数据，进一步的回答问题一和问题二，并且根据此问题验证问题一问题二模型的合理性。二、模型假设2.1一维模型的假设（1）假设铊元素在水中的浓度随时间发生的变化不是随机的，即满足一定的变化规律；（2）假设实际排放铊元素的地点和

6、流域视作空间中一点，即不考虑工厂中铊元素泄露点到岸边的距离；（3）假设对污染流域分析时，只考虑干流污染情况，对支流变化不予考虑；（4）假设铊元素排放进入河流时，排放点所处的断面瞬时达到完全混合，而接下来断面扫过一定长度才能使整个水体达到完全混合。2.2微分方程模型和几何模型的假设（1）假设污染物浓度不受其它外界影响；（2）污染物只跟河流和最开始浓度有关；（3）污水量远小于河水的量，河水中除了铊，无其他污染物；（4）不考虑边界反射，且忽略横向流速流速分量。（5）对面源污染进行分析时，遵守单一变量原则。三、符号说明k········

7、········································污染物的总衰减系数Q························································河流总流量C······················································污染物的浓度C·················································面源污染物的浓度dA···································

8、······污染物排放河段的横截面积cL······························································长度x············································距离