[发明专利]气载放射性污染物湿沉积后在地表水体源项形成计算方法

说明书

本发明属于辐射防护技术领域，涉及气载放射性污染物湿沉积后在地表水体源项形成计算方法。所述的计算方法包括如下步骤：(1)放射性污染物在下垫面的沉积浓度模拟；(2)下垫面类型判断及面源的形成计算；(3)地表径流形成的线源计算，包括降雨形成坡面径流计算和放射性核素沉降后的转移计算。利用本发明的气载放射性污染物湿沉积后在地表水体源项形成计算方法，能够实现放射性污染物在水环境中的迁移扩散模拟。

技术领域

本发明属于辐射防护技术领域，涉及气载放射性污染物湿沉积后在地表水体源项形成计算方法。

背景技术

我国是核能大国，核污染问题是核工业发展中不可避免会遇到的问题。由于水和大气是人们赖以生存的主要环境，放射性核素在大气及水环境中的迁移扩散和输送问题是核环境工作面临的主要问题。

气载放射性污染物在环境大气中经干沉积和湿沉积过程，在下垫面形成沉降。在降水发生的情况下，受雨水强度、持续时间及土壤利用类型等因素综合影响，降水在地表形成地表径流，污染物随着地表径流的流向转移到江河湖泊等水体中，在水体中进行扩散迁移。

目前，国内对气载污染物在大气环境中的大气扩散模拟主要考虑了受风向、风速及干沉降和湿沉降影响的空气动力学过程，且其技术手段已较成熟。虽然水环境迁移扩散模拟技术也趋于完善，但污染物经大气输运过程到达水体，形成水环境的污染物源项这一过程模拟少有涉足。

发明内容

本发明的目的是提供气载放射性污染物湿沉积后在地表水体源项形成计算方法，以能够实现放射性污染物在水环境中的迁移扩散模拟。

为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供气载放射性污染物湿沉积后在地表水体源项形成计算方法，所述的计算方法包括如下步骤：

(1)放射性污染物在下垫面的沉积浓度模拟；

(2)下垫面类型判断及面源的形成计算；

(3)地表径流形成的线源计算，包括降雨形成坡面径流计算和放射性核素沉降后的转移计算。

水环境污染的发生源项主要分为点源和非点源，对于放射性污染物在水体中的迁移扩散模拟，本发明中仅考虑在地表水部分形成的源项的影响。

本发明针对气载放射性污染物在大气中的传输过程，提出如下原理的计算方法：气载放射性污染物经干湿沉积过程后在下垫面沉降，对于水体下垫面直接沉降，在水体表面形成面源型污染源，在土壤或植被下垫面沉降后，沉积物受降水影响，经冲刷、下渗等过程，形成地表径流后汇聚到江河而形成线源型污染源。该计算方法最终实现了气载放射性污染物在水环境中的扩散迁移过程模拟。

在一种优选的实施方案中，本发明提供气载放射性污染物湿沉积后在地表水体源项形成计算方法，其中步骤(1)中，采用拉格朗日烟团模式进行模拟计算，通过释放一系列高斯烟团来模拟核素随时间的变化，考虑稳定度相关的扩散参数、烟羽抬升、逆温层和地面反射以及干湿沉积因素，模拟区域内各个烟团的平流输送、扩散和沉积，最终得出放射性污染物在下垫面的沉积浓度。

在一种优选的实施方案中，本发明提供气载放射性污染物湿沉积后在地表水体源项形成计算方法，其中步骤(2)中，根据模拟区域内的地形高程信息及下垫面类型，判断模拟区域内各网格对应的下垫面类型，若为水体，则计算所得的沉积浓度直接为水体类型下垫面的沉积浓度，是为面源。

在一种优选的实施方案中，本发明提供气载放射性污染物湿沉积后在地表水体源项形成计算方法，其中步骤(3)中，对于降雨形成坡面径流计算，所采用的坡面流基本方程为：

S_f＝S₀

S₀＝tgθ

τ＝L/v