一种用于土壤中全氟化合物的污染分析方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种用于土壤中全氟化合物的污染分析方法、系统及介质，在一个预设周期内，获取土壤监测区域中的表层及不同深度下的全氟化合物监测数据；基于所述全氟化合物监测数据进行全氟污染浓度分析与污染扩散分析，得到每个土壤监测区域的水平渗透速率与垂直渗透速率，进一步计算不同区域的路径选择概率，基于预设路径算法，进行全氟化合物污染路径预测，得到全氟化合物的污染渗透路径信息；基于所述污染渗透路径信息，确定每个土壤监测区域的渗透方向与污染深度信息，基于所述渗透方向与污染深度信息生成污染防治方案。通过本发明专利技术能够基于污染源得到高精确度的全氟化合物污染渗透路径，从而能够生成高效、有针对性的污染防治方案。染防治方案。染防治方案。

【技术实现步骤摘要】
一种用于土壤中全氟化合物的污染分析方法、系统及介质


[0001]本专利技术涉及污染分析领域，更具体的，涉及一种用于土壤中全氟化合物的污染分析方法、系统及介质。

技术介绍

[0002]土壤是生物的家园，小到一粒微生物，大至一群西瓜，全都依靠土壤来获得养料、支撑生长、遮蔽风雨，土壤对我们社会经济发展至关重要，但随着现代工业技术进步，土壤得到了大量人工污染，造成了严重的环境问题。
[0003]土壤污染的原来主要有工业排放：工业发展是土壤污染的主要原因，工业排放产生的污染物如：烟尘、污水、重金属等，直接污染地表土壤，并使水体及地下水产生污染；农药使用：越来越广泛的农药使用，在一定程度上造成了土壤污染，对土壤中的微生物造成破坏，降低养分转化率，导致土壤变质。弃置垃圾：在生活的过程中，流通的垃圾容易进入到土壤中，会引起使用危险垃圾的事件，如化学垃圾，有毒有害垃圾等，会造成重要的污染。
[0004]而全氟化合物是土壤中一种广泛存在的污染物，其是具有持久性有机污染物，具有难降解、可长距离迁移、易生物蓄积等特点，已在土壤和水体等环境介质中被广泛检出。因此，如何对土壤中的全氟化合物进行精准监测、分析、防治，是当前土壤污染分析治理的重要课题。

技术实现思路

[0005]本专利技术克服了现有技术的缺陷，提出了一种用于土壤中全氟化合物的污染分析方法、系统及介质。
[0006]本专利技术第一方面提供了一种用于土壤中全氟化合物的污染分析方法，包括：基于目标土壤区域构建基于三维的地图模型；基于地图模型进行监测点区域划分，得到多个土壤监测区域；在一个预设周期内，获取土壤监测区域中的表层及不同深度下的全氟化合物监测数据；基于所述全氟化合物监测数据进行全氟污染浓度分析与区域中污染扩散分析，得到每个土壤监测区域的水平渗透速率与垂直渗透速率；基于每个土壤监测区域的水平渗透速率与垂直渗透速率，计算出地图空间中不同区域的路径选择概率，基于预设路径算法，结合地图模型进行全氟化合物污染路径预测，得到全氟化合物的污染渗透路径信息；基于所述污染渗透路径信息，确定每个土壤监测区域的渗透方向与污染深度信息，基于所述渗透方向与污染深度信息生成污染防治方案。
[0007]本方案中，所述基于目标土壤区域构建基于三维的地图模型，具体为：获取目标土壤区域中的区域轮廓，区域面积信息；基于所述区域轮廓，区域面积信息构建基于二维的土壤表层模型；
基于目标土壤区域的最大监测深度，结合土壤表层模型，构建基于三维的地图模型。
[0008]本方案中，所述基于地图模型进行监测点区域划分，得到多个土壤监测区域，具体为：获取目标土壤区域的监测点分布信息；基于土壤监测取样点分布信息，结合地图模型进行土壤区域划分，并得到多个监测区域，每个监测区域包括一个土壤监测取样点；基于预设区域面积范围，对多个监测区域进行区域调整，并保证每个监测区域的面积在预设区域面积范围内。
[0009]本方案中，所述在一个预设周期内，获取土壤监测区域中的表层及不同深度下的全氟化合物监测数据，具体为：在一个监测周期，对每个土壤监测区域进行多次取样与污染检测，得到表层及不同深度下的全氟化合物监测数据；所述全氟化合物监测数据包括全氟化合物种类信息与全氟化合物浓度信息。
[0010]本方案中，所述基于所述全氟化合物监测数据进行全氟污染浓度分析与区域中污染扩散分析，得到每个土壤监测区域的水平渗透速率与垂直渗透速率，具体为：随机选取一个土壤监测区域作为选定土壤监测区域；基于选定土壤监测区域的不同深度监测点，以垂直维度将土壤监测区域划分为多个土壤深度层区域；所述土壤深度层区域个数与所述深度监测点个数一一对应；基于选定土壤监测区域的全氟化合物监测数据，分析每个土壤深度层区域中的全氟化合物浓度变化信息，并得到每个土壤深度层区域的浓度波动曲线；基于所述浓度波动曲线，分析相邻两个土壤深度层区域中浓度波动曲线的线性相关度与曲线变化率，得到每个土壤深度层区域在垂直方向上的渗透速率，并将所述渗透速率标记为垂直渗透速率；分析所有土壤监测区域，并得到所有土壤监测区域中每个土壤深度层区域的垂直渗透速率。
[0011]本方案中，所述基于所述全氟化合物监测数据进行全氟污染浓度分析与区域中污染扩散分析，得到每个土壤监测区域的水平渗透速率与垂直渗透速率，还包括：从选定土壤监测区域中随机获取一个土壤深度层区域并标记为当前土壤深度层区域；基于水平方向，获取当前土壤深度层区域中的邻近区域并进行标记，得到K个邻近土壤深度层区域；基于选定土壤监测区域的全氟化合物监测数据，分析K个邻近土壤深度层区域的全氟化合物浓度变化信息，并得到K个浓度波动曲线；结合地图模型，以当前土壤深度层区域为中心点，分析出中心点与K个邻近土壤深度层区域在水平方向上的位置关系，并得到K个扩散方向；分析K个浓度波动曲线与当前土壤深度层区域浓度波动曲线的线性相关度与曲线变化率，并得到K个扩散方向所对应的水平渗透速率；
分析选定土壤监测区域中其余土壤深度层区域并得到K个扩散方向所对应的水平渗透速率。
[0012]本方案中，所述基于每个土壤监测区域的水平渗透速率与垂直渗透速率，计算出地图空间中不同区域的路径选择概率，基于预设路径算法，结合地图模型进行全氟化合物污染路径预测，得到全氟化合物的污染渗透路径信息，具体为：基于地图模型与目标土壤区域中所有土壤深度层区域构建路径空间模型；基于当前土壤深度层区域的垂直渗透速率，计算出垂直路径选择概率；基于当前土壤深度层区域中K个水平渗透速率，得到基于水平层面中的K个扩散方向的水平路径选择概率；将当前土壤深度层区域的垂直路径选择概率、K个扩散方向、K个水平路径选择概率进行数据参数化，得到对应路径选择概率参数信息；分析并计算出目标土壤区域中所有所有土壤深度层区域的路径选择概率参数信息；获取目标土壤区域全氟化合物的污染源位置；基于蚁群算法，在路径空间模型中设定N只蚂蚁，将路径选择概率参数信息导入路径空间模型中并基于水平方向与垂直方向的路径进行信息素的初始化；以污染源位置作为起点，不设定终点位置，以蚂蚁的路径长度大于预设长度作为终止条件，进行蚁群路径移动模拟；当N只蚂蚁完成路径移动模拟后，记录所有蚂蚁路径，得到N条模拟路径；选择其中一条模拟路径，判断所述一条模拟路径与其余N
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1条模拟路径的重合路径段，若重合路径段大于第二预设长度，则将所述一条模拟路径标记为优选模拟路径；分析判断N条模拟路径，并得到M条优选模拟路径；结合地图模型，将所述M条优选模拟路径进行路径融合并得到污染渗透路径信息；基于地图模型，将污染渗透路径信息通过预设终端设备进行可视化展示。
[0013]本专利技术第二方面还提供了一种用于土壤中全氟化合物的污染分析系统，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包括用于土壤中全氟化合物的污染分析程序，所述用于土壤中全氟化合物的污染分析程序被所述处理器执行时实现如下步骤：基于目标土壤区域构建基于三维的地图模型；基于地图模型进行监测点区域划分，得到多个土壤监测区域；在一个预设周期内，获取土壤监测区域中的表层及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于土壤中全氟化合物的污染分析方法，其特征在于，包括：基于目标土壤区域构建基于三维的地图模型；基于地图模型进行监测点区域划分，得到多个土壤监测区域；在一个预设周期内，获取土壤监测区域中的表层及不同深度下的全氟化合物监测数据；基于所述全氟化合物监测数据进行全氟污染浓度分析与区域中污染扩散分析，得到每个土壤监测区域的水平渗透速率与垂直渗透速率；基于每个土壤监测区域的水平渗透速率与垂直渗透速率，计算出地图空间中不同区域的路径选择概率，基于预设路径算法，结合地图模型进行全氟化合物污染路径预测，得到全氟化合物的污染渗透路径信息；基于所述污染渗透路径信息，确定每个土壤监测区域的渗透方向与污染深度信息，基于所述渗透方向与污染深度信息生成污染防治方案。2.根据权利要求1所述的一种用于土壤中全氟化合物的污染分析方法，其特征在于，所述基于目标土壤区域构建基于三维的地图模型，具体为：获取目标土壤区域中的区域轮廓，区域面积信息；基于所述区域轮廓，区域面积信息构建基于二维的土壤表层模型；基于目标土壤区域的最大监测深度，结合土壤表层模型，构建基于三维的地图模型。3.根据权利要求1所述的一种用于土壤中全氟化合物的污染分析方法，其特征在于，所述基于地图模型进行监测点区域划分，得到多个土壤监测区域，具体为：获取目标土壤区域的监测点分布信息；基于土壤监测取样点分布信息，结合地图模型进行土壤区域划分，并得到多个监测区域，每个监测区域包括一个土壤监测取样点；基于预设区域面积范围，对多个监测区域进行区域调整，并保证每个监测区域的面积在预设区域面积范围内。4.根据权利要求1所述的一种用于土壤中全氟化合物的污染分析方法，其特征在于，所述在一个预设周期内，获取土壤监测区域中的表层及不同深度下的全氟化合物监测数据，具体为：在一个监测周期，对每个土壤监测区域进行多次取样与污染检测，得到表层及不同深度下的全氟化合物监测数据；所述全氟化合物监测数据包括全氟化合物种类信息与全氟化合物浓度信息。5.根据权利要求4所述的一种用于土壤中全氟化合物的污染分析方法，其特征在于，所述基于所述全氟化合物监测数据进行全氟污染浓度分析与区域中污染扩散分析，得到每个土壤监测区域的水平渗透速率与垂直渗透速率，具体为：随机选取一个土壤监测区域作为选定土壤监测区域；基于选定土壤监测区域的不同深度监测点，以垂直维度将土壤监测区域划分为多个土壤深度层区域；所述土壤深度层区域个数与所述深度监测点个数一一对应；基于选定土壤监测区域的全氟化合物监测数据，分析每个土壤深度层区域中的全氟化合物浓度变化信息，并得到每个土壤深度层区域的浓度波动曲线；
基于所述浓度波动曲线，分析相邻两个土壤深度层区域中浓度波动曲线的线性相关度与曲线变化率，得到每个土壤深度层区域在垂直方向上的渗透速率，并将所述渗透速率标记为垂直渗透速率；分析所有土壤监测区域，并得到所有土壤监测区域中每个土壤深度层区域的垂直渗透速率。6.根据权利要求5所述的一种用于土壤中全氟化合物的污染分析方法，其特征在于，所述基于所述全氟化合物监测数据进行全氟污染浓度分析与区域中污染扩散分析，得到每个土壤监测区域的水平渗透速率与垂直渗透速率，还包括：从选定土壤监测区域中随机获取一个土壤深度层区域并标记为当前土壤深度层区域；基于水平方向，获取当前土壤深度层区域中的邻近区域并进行标记，得到K个邻近土壤深度层区域；基于选定土壤监测区域的全氟化合物监测数据，分析K个邻近土壤深度层区域的全氟化合物浓度变化信息，并得到K个浓度波动曲线；结合地图模型，以当前土壤深度层区域为中心点，分析出中心点与K...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蓓丽，李书鹏，郭丽莉，韩亚萌，李亚秀，薛晋美，丁浩然，杨松霖，
申请(专利权)人：北京建工环境修复股份有限公司，
类型：发明
国别省市：