[发明专利]污染底泥及其污染物的数量化方法

说明书

一种污染底泥及其污染物的数量化方法，其包括以下步骤：a，获得覆盖给定水域高程数据点：地理坐标系统下的X、Y和Z数据；b，利用水下数字高程模型计算给定厚度的污染底泥总体积；c，污染采集底泥柱样；d，分析污染底泥含水率、容重和重金属污染物含量；e，计算水域污染底泥中各种重金属污染物总量，污染底泥中第i种重金属污染物总量为MA_i：MA_i＝TSV*(1‑MT)*BD*MC_i，其中，TSV是污染底泥总体积，MT是污染底泥含水率，BD是污染底泥容重，MC_i是污染底泥中第i种金属的含量；f，把上述关于各种重金属总量的分析数据叠加在水下数字高程模型上，以可视化模拟水域污染底泥的污染物分布。本发明可以建立模拟河道底泥及其污染物空间分布模型。

技术领域

本发明涉及环境科学技术领域，特别涉及一种污染底泥及其污染物的数量化方法。

背景技术

与“水下微地形”对应的是地面微地形，在景观设计和园林工程、农田水利、农业土壤等有关领域，其基本特征是空间尺度小、使用摄影测量数据、连续曲面表示局部微小地形变化。

微地形意味着地形精度的提高。从水下地形到水下微地形(即水下数字高程模型)，有以下几方面的进步：数据源方面，水下定位精度、水深测量精度和观测点密度的进步；地形模型方面，更适合水下地形特征；模型表达方面，更好地与计算机图形图像、动画、传输等技术结合。

根据技术类型，水下地形测量分传统方法、声纳技术和遥感技术。传统的水下地形测量的主要任务是断面测量，用地面控制点定位和水准测量，杆法或绳法测水深，制作断面图，一般不生产水下曲面模型。

近几十年来，船载声纳技术观测水下地形发展较快，其与GPS结合，能够提供一系列地形观测点集(x,y,z)，与传统断面测量相比，观测效率高，数据量大。这类设备包括单波速回声测深仪、多波束测深系统侧扫声纳、水下多波束雷达、扫频剖面测深仪等，加拿大BC(British Columbia)省是水下测量技术领先的地区，2009年，其环境部(Ministry ofEnvironment)颁布了湖泊调查水下地形测量标准(Bathymetric Standards For LakeInventories)，明确、具体地规定了船载声纳设备的安装、航线设计、观测记录、数据处理等技术要求。但是所有声纳测深数据格式依然是离散点集，并非连续地形面。

目前，运用遥感技术获取水下地形的图形图像的研究和试验很活跃，特别是机载传感器适用于大面积浅水地形观测，但是对于较深的水体，最好的方法还是利用离散地形数据点集生成连续地形曲面，即以离散点为主要数据源的水下数字地形模型。

运用水下数字地形模型较多的是水文、泥沙、鱼类生境(生境指生物的个体、种群或群落生活地域的环境，包括必需的生存条件和其他对生物起作用的生态因素)模拟，逐渐从一维模拟发展为二维、三维模拟。其中，模拟研究多采用规则网格模型，以便做空间分析。模拟结果直接与水下地形模型的精度有关，对于给定的地形数据点集，数据处理和插值模型决定水下数字地形模型的精度。水下数字地形模型在底泥清淤工程中已经被成功地运用，例如，中国上海苏州河清淤工程利用水下DEM计算清淤量，荷兰制造的SILAS系统用于调查和测量太湖湖底淤泥。面积较大的水体地形模型，往往采用不规则三角网模型，既能减少数据冗余，也能较好表达特征地形。

因此，水下微地形模型技术对环境科学和环境工程领域非常重要，应用潜力很大，尤其在污染底泥的清淤过程中。然而现有技术中却没有对污染底泥及其污染物的数量及其分布的地理信息系统数量化方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种污染底泥及其污染物的数量化方法，以在环境科学领域更好的利用水下数字地形模型技术。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：