一种存在空气污染物化学反应情况的污染源逆向辨识方法技术

本发明专利技术公开了一种存在空气污染物化学反应情况的污染源逆向辨识方法，属于空气污染监测和源辨识技术领域。本发明专利技术针对扩散过程中存在化学反应的污染物，开发一种标志元素逆向分析法，通过确定空气污染物化学反应中的标志元素为对象来模拟化学反应前后的成分变化。首先获取目标区域内待检测污染源的污染类型，明确污染物是否存在化学反应现象；再建立待测区域数值模型并计算流场；使用浓度监测装置读取污染物浓度，并分析计算出标志元素浓度数据，代入伴随方法方程组求解，使用基于伴随概率方法计算污染源信息。此方法通过提取标志元素，考虑了空气污染物化学反应对污染物传播的影响，提高了污染源监测的准确性。提高了污染源监测的准确性。提高了污染源监测的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种存在空气污染物化学反应情况的污染源逆向辨识方法


[0001]本专利技术属于空气污染监测和源辨识
，具体涉及一种存在空气污染物化学反应情况的污染源逆向辨识方法。

技术介绍

[0002]了解大气传输和扩散事件在一系列情景中具有重要作用，特别是在化学、生物或放射性物质扩散后用于采取应急响应措施。而越来越多的污染物排放及泄露、恐怖主义威胁、核事故和自然灾害等对公共卫生和多个行业产生不利影响的重大事件都会将有害物质散布到大气中。一些对大气污染物的扩散研究使用模型预测给定排放源分布的大气污染物浓度，以提供应急响应措施，有助于实行有效应对和进行紧急情况评估。对此可以提出反问题，包括基于给定的一组测量浓度评估未知的空气污染源。反问题的解决方案可用于估计和验证许多有毒或放射性物种的排放。对于空气未知污染源的识别已有较多的研究。现有的污染源识别方法主要分为两大类：正向计算方法和逆向计算方法。正向计算方法主要是一种试错方法，这一种方法往往效率较慢。而逆向模拟方法是结合气象过程，逆向运用空气质量模式，获得污染源的时间和空间分布，可以结合计算流体力学通过模拟计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存在空气污染物化学反应情况的污染源逆向辨识方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一，明确待测空气污染物种类及其在空气中发生的化学反应，根据反应类型确定可以代表反应前后状态的标志元素并以此为对象进行下一步分析，使用标志元素浓度带入污染物浓度传输模型公式；步骤二，建立待测区域数值模型，求解纳威斯托克斯方程得到待测区域流场数据；步骤三，获得三个不同监测站点位置L及各个化学反应涉及成分浓度数据，根据选取的标志元素计算标志元素浓度数据C；步骤四，根据步骤三获得监测站点位置信息L及计算所得标志元素浓度数据C计算求解污染物传播方程的伴随方程：其中，ψ
*
为伴随概率因子，τ为逆向的时间，为探测区域位置矢量，为测点位置矢量，c表示污染物标志元素浓度，V
j
为x
j
轴方向上的速度，v
c，j
表示污染物c在x
j
轴方向上的有效湍流扩散系数，q0为污染物负源的单位体积流量，Γ1、Γ2和Γ3为边界条件，n
i
为x
j
轴方向的单位矢量，为负荷项，其表达式由两个阶跃方程组成：为负荷项，其表达式由两个阶跃方程组成：得出各个探测器辨识到的污染源可能存在的位置，上述得出的可能源位置无限多，通过公式(1-4)求解如下方程将三个探测器辨识结果整合，即确定唯一一个可能的污染物源：
其中，N为探测数据的个数，τ
i
和分别为对应于第i个探测数据的探测位置、探测时间和计算所得污染物标志元素浓度，τ0为已知的污染物释放时间，M0为假设的污染物释放强度，为根据第i个探测数据通过公式(1-1)计算出的污染源概率分布，为根据第i个探测数据求得的相应污染物释放浓度M0和位置x的概率分布，的分布形式为正态分布：其中，为对应于根据第i个探测得到的实际污染物浓度计算所得污染物标志元素浓度，为污染物探测器的测量误差的标准平方差；根据步骤三获得监测站点位置信息L及计算所得标志元素浓度数据C计算公式(1-1)至公式(1-5)所示的伴随方程及概率方程，得到污染源的第一个可能位置S1(1)和释放强度C1(1)；步骤五，从污染源出发，沿主导风向在...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛雨，顾钦子，王祎，葛凡，翟志强，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：