本發(fā)明屬于污染土壤調(diào)查、監(jiān)測(cè)及修復(fù)工程技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種污染土壤修復(fù)范圍及邊界的優(yōu)化方法。
背景技術(shù):
近年來(lái),隨著我國(guó)《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(簡(jiǎn)稱“土十條”)的出臺(tái),污染場(chǎng)地治理上升到國(guó)家層面。同時(shí),環(huán)保部頒布了一系列有關(guān)污染場(chǎng)地的污染調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、監(jiān)測(cè)及修復(fù)等相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則。土壤污染治理的調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、監(jiān)測(cè)、工程修復(fù)逐步規(guī)范化。
土壤修復(fù)工程開展的前提是獲取較為準(zhǔn)確可靠的土壤污染的邊界和范圍,因此土壤修復(fù)工程前的污染調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、修復(fù)方案的治理范圍的優(yōu)化工作顯得尤為重要。土壤工程修復(fù)技術(shù)按處置方式分為原位修復(fù)技術(shù)和異位修復(fù)技術(shù)。原位修復(fù)的特點(diǎn)是自上而下或自下而上實(shí)施修復(fù),已知每個(gè)污染地塊在特定深度界面上的修復(fù)邊界范圍,修復(fù)面積和層位厚度,即可對(duì)各污染地塊的修復(fù)工程量分別進(jìn)行復(fù)核及定位。而異位修復(fù)的施工特點(diǎn)為自上而下分層開挖,必須掌握各層的修復(fù)面積以及分層厚度的信息,避免開挖過(guò)程清潔土與污染土發(fā)生交叉污染。基于目前的污染場(chǎng)地土壤修復(fù)工程技術(shù),污染地塊的土壤修復(fù)范圍邊界的測(cè)量定位是修復(fù)工程的首要任務(wù),不規(guī)則的邊界及污染范圍尤其對(duì)于異位修復(fù)無(wú)疑增加了基坑開挖的難度,各分層修復(fù)范圍之間的疊加復(fù)雜化,測(cè)量定位難度增加,相應(yīng)測(cè)量及維護(hù)費(fèi)用增加。
土壤調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作確定污染場(chǎng)地土壤污染邊界及修復(fù)范圍,由相關(guān)數(shù)據(jù)處理軟件(如ArcGIS,EVS,Surfer等)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估軟件(如HERA、RBCA等),基于土壤采樣數(shù)據(jù)分析結(jié)果,對(duì)特定深度界面通過(guò)地統(tǒng)計(jì)分析插值方法(如克里金法、反距離權(quán)重法等)確定的污染土壤修復(fù)邊界為理論計(jì)算值,其中風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作計(jì)算出土壤中目標(biāo)污染物的可接受風(fēng)險(xiǎn)水平下的風(fēng)險(xiǎn)控制值,經(jīng)與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、案例比較,綜合考慮矯正后形成修復(fù)目標(biāo)值。大部分軟件分析計(jì)算插值生成了圓滑曲線邊界。該邊界存在大量拐點(diǎn),目前在場(chǎng)地調(diào)查階段通常采用人為調(diào)整的方法,每10~50m給定一個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)。上述方法在一定程度上減少了拐點(diǎn)量,但實(shí)際修復(fù)工程中往往需要將不同層位的污染范圍進(jìn)行疊加或?qū)⑼粚又胁煌廴疚镔|(zhì)的污染范圍進(jìn)行疊加,這種情況將產(chǎn)生大量的交叉點(diǎn),給修復(fù)前的測(cè)量定位復(fù)核以及修復(fù)后工程量的復(fù)核人為增加了巨大工作量。
污染的特定深度界面分布范圍則由采樣數(shù)據(jù)通過(guò)插值獲得,邊界范圍的污染范圍存在一定的不確定性。通過(guò)對(duì)考察地塊土壤污染物濃度,有限的、離散的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)分析,通過(guò)空間插值方法描述土壤中目標(biāo)污染物的分布特點(diǎn)和規(guī)律,確定污染物的平面及空間分布范圍。因此,場(chǎng)地調(diào)查及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估所確定的修復(fù)范圍邊界為插值估算結(jié)果,其邊界范圍的濃度數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果具有不確定性,為土壤修復(fù)邊界及范圍優(yōu)化提供了理論依據(jù)。
根據(jù)《場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則》(HJ25.1-2014),污染場(chǎng)地調(diào)查一般采用三階段調(diào)查法的工作流程,其中第二階段為初步采樣和詳細(xì)采樣階段,所獲得土壤檢測(cè)結(jié)果為土壤修復(fù)范圍空間插值的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。初步采樣和詳細(xì)采樣分析兩步進(jìn)行,逐步減少調(diào)查的不確定性。受人力和物力的限制,土壤采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)采集和檢測(cè)總是有限的。可根據(jù)專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)綜合判斷。詳細(xì)采樣分析是在初步采樣分析的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步采樣和分析,確定場(chǎng)地污染程度和范圍。若需要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估或污染修復(fù)時(shí),則要進(jìn)行第三階段場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查。第三階段場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查以補(bǔ)充采樣和測(cè)試為主,獲得滿足風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及土壤和地下水修復(fù)所需的參數(shù)。本階段的調(diào)查工作可單獨(dú)進(jìn)行,也可在第二階段調(diào)查過(guò)程中同時(shí)開展。
根據(jù)初步采樣分析的結(jié)果,結(jié)合場(chǎng)地分區(qū),制定采樣方案。應(yīng)采用系統(tǒng)布點(diǎn)法加密布設(shè)采樣點(diǎn)。對(duì)于需要?jiǎng)澏ㄎ廴具吔绶秶膮^(qū)域,采樣單元面積不大于1600m2(40m×40m網(wǎng)格)。垂直方向采樣深度和間隔根據(jù)初步采樣的結(jié)果判斷。根據(jù)《場(chǎng)地環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》(HJ25.2-2014),場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查詳細(xì)采樣監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的布設(shè),采用分區(qū)布點(diǎn)法劃分監(jiān)測(cè)地塊,在每個(gè)地塊的中心采樣,單個(gè)監(jiān)測(cè)地塊的面積可根據(jù)實(shí)際情況確定,原則上不應(yīng)超過(guò)1600m2。對(duì)于面積較小的場(chǎng)地,應(yīng)不少于5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。《GB 50021-2001巖土工程勘察規(guī)范》(2009年版)規(guī)定,一級(jí)復(fù)雜場(chǎng)地的詳細(xì)勘察勘探點(diǎn)間距為10~15m。該網(wǎng)格要求可滿足查明復(fù)雜場(chǎng)地的地層分布結(jié)構(gòu)特征的需求。而土層結(jié)構(gòu)的差異直接影響污染物的遷移和分布規(guī)律。
專利申請(qǐng)?zhí)枮?01210483696.9、申請(qǐng)公布號(hào)為CN102999927A、申請(qǐng)公布日為2013年3月27日、名稱為“一種土壤污染物含量空間分布的精細(xì)分區(qū)方法”的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)中,提到一種土壤污染物濃度的空間精細(xì)分區(qū)算法,用于污染物含量的空間精細(xì)化分區(qū),其準(zhǔn)確性和可靠性較目前常見的方法有所提高,實(shí)現(xiàn)污染物含量的空間精細(xì)化分區(qū),該發(fā)明主要適用于土壤、生態(tài)、水文等領(lǐng)域的污染物含量分布的數(shù)字地圖制作。該專利中的算法較為繁瑣,未能解決污染場(chǎng)地中土壤修復(fù)范圍的邊界為曲線或存在過(guò)多測(cè)量拐點(diǎn)的工程問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題,即現(xiàn)有技術(shù)的算法較為繁瑣,未能解決污染場(chǎng)地中土壤修復(fù)范圍的邊界為曲線或存在過(guò)多測(cè)量拐點(diǎn)的工程問(wèn)題。進(jìn)而提供一種污染土壤修復(fù)范圍及邊界的優(yōu)化方法。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種污染土壤修復(fù)范圍及邊界的優(yōu)化方法,
步驟一、建立網(wǎng)格設(shè)定基準(zhǔn)所用的相對(duì)坐標(biāo)系,坐標(biāo)原點(diǎn)(網(wǎng)格起點(diǎn))位于污染場(chǎng)地的最南端(通常選西南端),橫軸X為東西向,縱軸Y為南北向。場(chǎng)地內(nèi)所有污染地塊(優(yōu)化前的土壤修復(fù)范圍及邊界)位于所設(shè)計(jì)相對(duì)坐標(biāo)系的第一象限內(nèi),包含建筑紅線及其范圍內(nèi)場(chǎng)地。
步驟二、設(shè)置單位網(wǎng)格,按步驟一所建立的相對(duì)坐標(biāo)系,自坐標(biāo)原點(diǎn)(網(wǎng)格起點(diǎn))作為網(wǎng)格劃分的基準(zhǔn)點(diǎn),網(wǎng)格線與兩條軸線平行或垂直。網(wǎng)格化后單位網(wǎng)格覆蓋全場(chǎng)所有污染地塊。
步驟三、完整型網(wǎng)格無(wú)需優(yōu)化,其網(wǎng)格面積因子賦值為1。
步驟四、非完整型網(wǎng)格的邊界需進(jìn)行優(yōu)化處理,通過(guò)單位面積二分判斷法(以下簡(jiǎn)稱“二分法”)進(jìn)行優(yōu)化。
(a)若Ai<0.5A0,則Ai的面積因子取0,則Ai=0,該網(wǎng)格內(nèi)的污染區(qū)域進(jìn)行舍棄處理,即該網(wǎng)格內(nèi)污染區(qū)域范圍忽略不計(jì);
(b)若Ai≥0.5A0,Ai的面積因子取1,則Ai=A0,該網(wǎng)格內(nèi)的污染區(qū)域進(jìn)行增加處理,即該網(wǎng)格內(nèi)污染區(qū)域范圍增加為全網(wǎng)格(單個(gè)單位網(wǎng)格)污染;
其中,A0為單位網(wǎng)格面積,取值為100,單位:m2;Ai為任意一個(gè)單位網(wǎng)格面積內(nèi)污染區(qū)域的優(yōu)化后的實(shí)際面積,單位:m2;
步驟五、修復(fù)范圍及邊界的優(yōu)化確定。
按步驟一至四,完成修復(fù)地塊的網(wǎng)格化處理后,連接完整型單位網(wǎng)格及網(wǎng)格面積因子為1的非完整型網(wǎng)格的外圍(由直線組成的多段線)構(gòu)成封閉區(qū)域,該區(qū)域則為優(yōu)化的修復(fù)范圍,該多段線則為優(yōu)化后的修復(fù)邊界。
步驟六、優(yōu)化后修復(fù)面積計(jì)算:
A優(yōu)化后=N1*A0-N2*0+N3*A0=(N1+N3)*A0 (1)
其中,A優(yōu)化后——優(yōu)化后地塊的總修復(fù)面積,單位:m2;N1——待優(yōu)化地塊的完整型單位網(wǎng)格數(shù)量,單位:個(gè);N2——待優(yōu)化地塊的非完整型單位網(wǎng)格數(shù)量(其污染面積<0.5A0),單位:個(gè);N3——待優(yōu)化地塊的非完整型單位網(wǎng)格數(shù)量(其污染面積≥0.5A0),單位:個(gè);A0——單位網(wǎng)格面積,取值為100,單位:m2。
步驟七、優(yōu)化后修復(fù)面積相對(duì)誤差計(jì)算:
E=100*(A優(yōu)化后-A優(yōu)化前)/A優(yōu)化前 (2)
其中,A優(yōu)化前——優(yōu)化前地塊的總修復(fù)面積,單位:m2;E——優(yōu)化后某地塊的修復(fù)面積相對(duì)誤差,單位:%。經(jīng)驗(yàn)取值范圍在±1%~±5%之間。
步驟八、重復(fù)以上步驟,進(jìn)行其余層位的土壤修復(fù)范圍邊界優(yōu)化,所采用網(wǎng)格及相對(duì)坐標(biāo)系同步驟一和步驟二。各層疊加后得到整個(gè)地塊的優(yōu)化后的修復(fù)邊界范圍。
所述步驟一中,坐標(biāo)原點(diǎn)(網(wǎng)格起點(diǎn))具有以下特征,位于場(chǎng)地內(nèi)最西南端可識(shí)別建筑物角點(diǎn)或其他永久性標(biāo)志位置,具有可追溯性,通過(guò)GPS系統(tǒng)進(jìn)行精確定位和記錄。
所述步驟二中,設(shè)置單位網(wǎng)格為10m×10m,即優(yōu)化確定的最終土壤修復(fù)邊界由單位網(wǎng)格邊長(zhǎng)10m的直線段組合成為多段線,其邊界測(cè)量拐點(diǎn)可量化。
所述步驟二中,所研究污染地塊被單位網(wǎng)格覆蓋后形成兩類網(wǎng)格,完整型網(wǎng)格(污染范圍完全為單位網(wǎng)格覆蓋)和非完整型網(wǎng)格(污染范圍局部為單位網(wǎng)格覆蓋)。
所述步驟四中的二分判斷法具有以下特征,非完整型網(wǎng)格內(nèi)的優(yōu)化前污染區(qū)域面積數(shù)值由ArcGIS或CAD軟件直接計(jì)算或者讀取,然后根據(jù)步驟四中(a)、(b)判斷網(wǎng)格系數(shù)取值。
本發(fā)明的有益效果是:
一、本發(fā)明采用單位網(wǎng)格面積二分判斷法(簡(jiǎn)稱“二分法”),對(duì)場(chǎng)地調(diào)查階段所確定的土壤修復(fù)邊界進(jìn)行優(yōu)化處理的過(guò)程中,通過(guò)ArcGIS或CAD軟件很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)修復(fù)邊界區(qū)域單位網(wǎng)格內(nèi)覆蓋區(qū)域的取舍,操作簡(jiǎn)便,具有較強(qiáng)的可操作性。
二、本發(fā)明采用的坐標(biāo)原點(diǎn)(起點(diǎn))選擇修復(fù)場(chǎng)地紅線最南端(一般選西南端),具有可追溯性(追溯、再現(xiàn))的點(diǎn)位,所有修復(fù)地塊位于所設(shè)定相對(duì)坐標(biāo)系的第一象限內(nèi),各地塊邊界及范圍優(yōu)化均在此范圍內(nèi),同時(shí)符合建筑“行業(yè)法則”。
三、本發(fā)明對(duì)土壤修復(fù)各分層的修復(fù)范圍及邊界的優(yōu)化,采用同一個(gè)網(wǎng)格定位相對(duì)坐標(biāo)系,各層之間邊界優(yōu)化均采用“二分法”,該方法有利于各層之間優(yōu)化后的疊加減少“錯(cuò)位”現(xiàn)象,以實(shí)現(xiàn)污染地塊各層疊加后的修復(fù)面積重疊的“最大化”。
四、本發(fā)明單位網(wǎng)格采用10m×10m網(wǎng)格,單位網(wǎng)格面積為100m2,在污染地塊進(jìn)行網(wǎng)格化處理后,很容易識(shí)別和判斷原場(chǎng)地確定的修復(fù)區(qū)域被單位網(wǎng)格覆蓋后的重疊區(qū)域及取值,從而為所優(yōu)化地塊的邊界區(qū)域的網(wǎng)格取舍處理提供了快速解決方案,大大降低了計(jì)算工作量。
五、本發(fā)明對(duì)污染場(chǎng)地各地塊按分層進(jìn)行邊界優(yōu)化處理,最終獲得的修復(fù)范圍邊界為封閉直線段,解決了原場(chǎng)地修復(fù)區(qū)域邊界為曲線或存在大量測(cè)量拐點(diǎn)的問(wèn)題,一方面為修復(fù)工程實(shí)施過(guò)程、監(jiān)測(cè)過(guò)程的測(cè)量定位提供了方便,更加具有可操作性,另一方面,污染地塊邊界及修復(fù)范圍優(yōu)化后的規(guī)則性,降低了異位修復(fù)過(guò)程工程開挖的難度。
六、本發(fā)明所優(yōu)化確定的污染地塊修復(fù)邊界及范圍,采用“二分法”具有較高的精度,且操作簡(jiǎn)單,優(yōu)化前后修復(fù)面積的相對(duì)誤差精度不超過(guò)±1%~±5%,在允許接受的范圍之內(nèi)。
本發(fā)明的土壤修復(fù)范圍及邊界優(yōu)化方法,具有設(shè)計(jì)合理、操作步驟明晰、簡(jiǎn)便可行、網(wǎng)格面積參數(shù)易于判斷,可實(shí)現(xiàn)對(duì)污染場(chǎng)地各地塊,按分層進(jìn)行優(yōu)化,而后進(jìn)行疊加處理后確定最終的修復(fù)邊界及范圍,大大降低測(cè)量定位施工的工作量。本發(fā)明在污染場(chǎng)地調(diào)查、土壤修復(fù)工程實(shí)施階段,具有廣闊的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。
附圖說(shuō)明
圖1為污染土壤修復(fù)邊界及范圍優(yōu)化流程示意圖(“二分法”)。
圖2為某有機(jī)污染場(chǎng)地全區(qū)范圍的網(wǎng)格化處理示意圖(實(shí)施例1)。
圖3為某有機(jī)污染場(chǎng)地中某污染地塊(A地塊)土壤修復(fù)邊界及范圍的優(yōu)化處理示意圖(實(shí)施例1)
圖4為圖3的11處放大圖(實(shí)施例1)。
圖5為某重金屬污染場(chǎng)地中某污染地塊(B地塊)土壤修復(fù)邊界及范圍的優(yōu)化處理示意圖(實(shí)施例2)。
圖6為某重金屬污染場(chǎng)地中某污染地塊(C地塊)土壤修復(fù)邊界及范圍的優(yōu)化處理示意圖(實(shí)施例2)。
圖中的附圖標(biāo)記:1為坐標(biāo)原點(diǎn)(網(wǎng)格起點(diǎn)),2為橫軸X,3為縱軸Y,4為單位網(wǎng)格(10m×10m),5為建筑紅線,6為A地塊優(yōu)化前污染邊界及范圍,7為A地塊優(yōu)化后的修復(fù)邊界,8為A地塊完整型網(wǎng)格(優(yōu)化前污染范圍與單位網(wǎng)格完全重疊),9為A地塊非完整型單位網(wǎng)格增加區(qū)域(修復(fù)面積≥0.5A0),10為A地塊非完整型單位網(wǎng)格舍棄區(qū)域,11為A地塊局部區(qū)域及其單位網(wǎng)格,12為B地塊優(yōu)化前污染邊界及范圍,13為B地塊優(yōu)化后的修復(fù)邊界,14為B地塊非完整型單位網(wǎng)格增加區(qū)域(修復(fù)面積≥0.5A0),15為B地塊非完整型單位網(wǎng)格增加區(qū)域(修復(fù)面積≥0.5A0),16為B地塊完整型網(wǎng)格(優(yōu)化前污染范圍與單位網(wǎng)格完全重疊),17為C地塊優(yōu)化前污染邊界及范圍,18為C地塊優(yōu)化后的修復(fù)邊界,19為C地塊非完整型單位網(wǎng)格增加區(qū)域(修復(fù)面積≥0.5A0),20為C地塊非完整型單位網(wǎng)格增加區(qū)域(修復(fù)面積≥0.5A0),21為C地塊完整型網(wǎng)格(優(yōu)化前污染范圍與單位網(wǎng)格完全重疊)。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施,給出了詳細(xì)的實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。
實(shí)施例1
本實(shí)施例為武漢某染料廠污染場(chǎng)地,該地塊(A地塊)場(chǎng)地調(diào)查及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估所確定(優(yōu)化前)的修復(fù)面積為10798m2,目標(biāo)污染物主要為氯苯、苯系物等有機(jī)污染物。以該場(chǎng)地A地塊為例,土壤污染修復(fù)邊界及范圍的優(yōu)化方法,如圖1所示,具體步驟如下:
步驟1:建立相對(duì)坐標(biāo)系,坐標(biāo)原點(diǎn)(網(wǎng)格起點(diǎn))1位于污染場(chǎng)地的最西南端,選取了已有建筑物的角點(diǎn)作為網(wǎng)格基準(zhǔn)點(diǎn),并對(duì)該點(diǎn)進(jìn)行GPS精確定位及記錄。設(shè)定橫軸X2為東西向,縱軸Y 3為南北向。污染地塊(A地塊)污染邊界及范圍6(優(yōu)化前)、建筑紅線5,均位于所建立相對(duì)坐標(biāo)系第一象限內(nèi)。
步驟2:?jiǎn)挝痪W(wǎng)格(10m×10m)4的設(shè)置及網(wǎng)格化處理,如圖2、圖3和圖4所示,按步驟1所建立的相對(duì)坐標(biāo)系,自坐標(biāo)原點(diǎn)(網(wǎng)格起點(diǎn))作為網(wǎng)格劃分的基準(zhǔn)點(diǎn),網(wǎng)格線與兩條軸線平行或垂直。網(wǎng)格化后單位網(wǎng)格覆蓋所研究污染區(qū)域A地塊修復(fù)污染邊界及范圍6,所研究污染地塊(A地塊)被單位網(wǎng)格覆蓋后形成兩類網(wǎng)格,完整型網(wǎng)格8和非完整型網(wǎng)格,即非完整型單位網(wǎng)格增加區(qū)域(修復(fù)面積≥0.5A0)9和非完整型單位網(wǎng)格舍棄區(qū)域10。
步驟3:完整型網(wǎng)格8無(wú)需優(yōu)化,其網(wǎng)格面積因子賦值為1。
步驟4:非完整型網(wǎng)格的邊界需進(jìn)行優(yōu)化處理,通過(guò)“二分法”進(jìn)行優(yōu)化。
a)若Ai<0.5A0,則Ai的面積因子取0,則Ai=0,該網(wǎng)格內(nèi)的污染區(qū)域進(jìn)行舍棄處理,即該網(wǎng)格內(nèi)污染區(qū)域范圍忽略不計(jì),即圖3和圖4中的非完整型單位網(wǎng)格舍棄區(qū)域10所覆蓋污染區(qū)域面積舍棄;
b)若Ai≥0.5A0,Ai的面積因子取1,則Ai=A0,該網(wǎng)格內(nèi)的污染區(qū)域進(jìn)行增加處理,即該網(wǎng)格內(nèi)污染區(qū)域范圍增加為全網(wǎng)格(單個(gè)單位網(wǎng)格)污染,即圖3和圖4中的非完整型單位網(wǎng)格增加區(qū)域9所覆蓋污染區(qū)域面積增加為一個(gè)完整型單位網(wǎng)格面積;
其中,A0為單位網(wǎng)格面積,取值為100,單位:m2;Ai為任意一個(gè)單位網(wǎng)格面積內(nèi)污染區(qū)域的優(yōu)化后的實(shí)際面積,單位:m2;
非完整型網(wǎng)格內(nèi)的優(yōu)化前污染區(qū)域面積數(shù)值由ArcGIS或CAD軟件直接計(jì)算或者讀取,然后根據(jù)步驟4中a)、b)判斷網(wǎng)格系數(shù)取值。
步驟5:修復(fù)范圍及邊界的優(yōu)化確定。
按步驟1~4,完成A地塊的網(wǎng)格化處理后,連接完整型單位網(wǎng)格及網(wǎng)格面積因子為1的非完整型網(wǎng)格的外圍(由直線組成的多段線)構(gòu)成封閉區(qū)域,該區(qū)域則為優(yōu)化的修復(fù)范圍,該多段線則為優(yōu)化后的修復(fù)邊界7。
步驟6:優(yōu)化后修復(fù)面積通過(guò)下式計(jì)算:
A優(yōu)化后=N1*A0-N2*0+N3*A0=(N1+N3)*A0 (1)
其中,通過(guò)ArcGIS或CAD軟件直接統(tǒng)計(jì)可知,N1=83,N2=22,N3=24,單位:個(gè);
A0——單位網(wǎng)格面積,本實(shí)施例中取值為100,單位:m2。
代入公式(1)中,計(jì)算可得
A優(yōu)化后=(N1+N3)*A0=(83+24)*100=10700m2
步驟7:A地塊污染邊界優(yōu)化后修復(fù)面積相對(duì)誤差(E)計(jì)算通過(guò)下式計(jì)算:
E=100*(A優(yōu)化后-A優(yōu)化前)/A優(yōu)化前 (2)
代入優(yōu)化前后修復(fù)面積數(shù)據(jù),計(jì)算可得,
E=100*(A優(yōu)化后-A優(yōu)化前)/A優(yōu)化前=100*(10700-10798)/10798=-0.90%
即A地塊修復(fù)面積優(yōu)化相對(duì)偏差為-0.90%。
優(yōu)化后A地塊的修復(fù)邊界的測(cè)量拐點(diǎn)明顯降低,見下表:
表1污染地塊(A地塊)測(cè)量拐點(diǎn)統(tǒng)計(jì)表(實(shí)施例1)
實(shí)施例2
本實(shí)施例為重慶某重鋼片區(qū)污染場(chǎng)地,土壤中的主要目標(biāo)污染物為As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Sb、Zn等重金屬。簡(jiǎn)述其局部地塊的土壤修復(fù)范圍及邊界優(yōu)化過(guò)程。
如圖4、圖5所示,分別為本實(shí)施例的污染場(chǎng)地中的兩個(gè)具有代表性地塊,B地塊和C地塊的修復(fù)范圍及邊界的“二分法”優(yōu)化示意圖。
B、C地塊采用同一個(gè)相對(duì)坐標(biāo)系和10m×10m規(guī)格的單位網(wǎng)格,坐標(biāo)系建立和網(wǎng)格劃分方法同實(shí)施例1,這里不再贅述。
本實(shí)施例僅對(duì)代表性污染地塊B、C地塊采用本發(fā)明方法進(jìn)行修復(fù)面積優(yōu)化的計(jì)算參數(shù)及結(jié)果列表說(shuō)明,其中,優(yōu)化后修復(fù)面積及優(yōu)化前后修復(fù)面積相對(duì)誤差的計(jì)算分別計(jì)算根據(jù)本發(fā)明步驟七、步驟八中的公式(1)、(2),具體詳見表2。
表2“二分法”優(yōu)化修每面積計(jì)算表(實(shí)施例1+實(shí)施例2)
注:表中實(shí)施例1的A地塊的優(yōu)化計(jì)算已在實(shí)施例1中詳細(xì)說(shuō)明。
由表2可知,實(shí)施例1和2中,A、B、C地塊隨著修復(fù)面積的增加,“二分法”優(yōu)化精度增加,優(yōu)化前后修復(fù)面積相對(duì)誤差為±1%~±5%,說(shuō)明了本發(fā)明工程應(yīng)用的普適性,可應(yīng)用于工程修復(fù)尺度的污染場(chǎng)地,具有較高的精度和可靠性。
以上實(shí)施例為污染場(chǎng)地1-2個(gè)污染地塊的情形,若存在多個(gè)地塊多層污染的情形,采用如上所述步驟1~步驟5相同的相對(duì)坐標(biāo)系、單位網(wǎng)格定位方法及邊界范圍的“二分法”優(yōu)化方法,優(yōu)化后各地塊修復(fù)面積之和為全場(chǎng)總修復(fù)面積,不同層位疊加后可得全場(chǎng)優(yōu)化后空間修復(fù)邊界及范圍。
以上所述,僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式,這些具體實(shí)施方式都是基于本發(fā)明整體構(gòu)思下的不同實(shí)現(xiàn)方式,而且本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到的變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。