[发明专利]具有沉积信息释放率先验的源项反演方法及系统

说明书

本发明涉及一种具有沉积信息释放率先验的源项反演方法及系统，包括：获取数据参数，并初始化校正系数矩阵W和源项释放率σ；获取选定观测站点处的沉积数据；基于观测站点处的沉积数据，制作考虑湿沉降的释放率先验；基于带先验的联合偏差校正方法求解校正系数矩阵W和源项释放率σ直至收敛，获得输运矩阵Hsubgt;new/subgt;；利用输运矩阵Hsubgt;new/subgt;求解源项释放率σ直至收敛，得到具有沉积信息释放率先验的源项反演结果。本发明能够利用沉积观测数据和空气浓度观测输入得到具有沉积信息释放率先验的源项反演估计结果。

技术领域

本发明关于一种具有沉积信息释放率先验的源项反演方法及系统，涉及核应用技术领域。

背景技术

放射性气溶胶是核试验、核事故、核电站与乏燃料后处理厂发生大气放射性释放时的标志性释放物质，是判断大气放射性释放的重要依据。近年发生的多起大气放射性释放事件中，放射性气溶胶是唯一被检出的物质，更凸显其作为释放判断依据的重要性。由于释放率的时序变化均不明确，造成传统依赖核设施工况的源项正演方法与基于空气浓度的源项反演方法均不能求解出泄漏源项，阻碍了核应急响应的开展，成为核安全的新挑战。

在云、雨、雾、雪等复杂气象下，空气浓度数据对风、降水等局地气象因素十分敏感，容易发生气象主导的波动，淹没其中的泄漏位置信息，导致高空气浓度测点与释放位置的关联性较弱，从而使得反演释放率估计存在关键释放峰缺失的问题，导致观测得到的高浓度沉积区无法模拟重现。与之对比鲜明的是，主要释放事件中高浓度沉积区域均与释放位置呈现出强关联性，覆盖了释放位置，并且这些位置的沉积量超过90％以上由湿沉降过程贡献。

然而，地表累积沉积观测数据缺乏时序变化信息，现有方法无法从沉积中分解不同释放时段的释放率信息，导致沉积数据多用于反演结果验证，或仅作为观测向量中的元素加入反演中，无法补偿缺失的关键释放峰信息。此外，缺乏有效的考虑由沉积信息获得的释放率先验进行源项反演的方法，难以同时应对源自大气扩散模式的不确定性，以及源自不同类型观测数据引起的信息冲突，提供具有连续特征的释放率估计结果。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，针对上述问题，本发明的目的是提供一种具有沉积信息释放率先验的源项反演方法及系统，能够分析湿沉降主导下沉积信息，制作基于沉积观测数据的源项释放率先验，得到源项时序释放率估计的反演。

为了实现发明目的，本发明提供的技术方案为：

第一方面，本发明提供一种具有沉积信息释放率先验的源项反演方法，包括：

获取数据参数，并初始化校正系数矩阵W和源项释放率σ；

获取选定观测站点处的沉积数据；

基于观测站点处的沉积数据，制作考虑湿沉降的释放率先验；

基于带先验的联合偏差校正方法求解校正系数矩阵W和源项释放率σ直至收敛，获得输运矩阵H_new；

利用输运矩阵H_new求解源项释放率σ直至收敛，得到具有沉积信息释放率先验的源项反演结果。

进一步地，所述数据参数包括沉积观测站点坐标向量组(x^o,y^o)、初始输运矩阵、空气浓度观测数据、正则化参数λ及收敛条件，o表示选取的站点个数，其中，收敛条件包括最大迭代次数和允许的最小误差。

进一步地，所述获取选定观测站点处的沉积数据，包括：选定观测站点对应的降雨量、恒定释放σ_cⁿ下站点的沉积时序变化率dDep^o,t、仅空气浓度反演得到的站点沉积时序变化率aDep^o,t和地表累积沉积观测值mDep^o，其中，n代表模拟的时间步长，t为时间。