【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水体污染防控，尤其涉及一种微塑料模拟防控方法及系统。
技术介绍
1、微塑料污染是指微小颗粒的塑料在环境中的广泛分布，对海洋、淡水生态系统以及生态链产生了严重的危害。随着塑料制品的广泛使用，微塑料污染已成为一个全球性的环境问题，引起人们的高度关注。微塑料污染的复杂性和隐蔽性使得防控工作面临严峻挑战，亟需研究出可行性方案以应对这一问题。
2、目前，在微塑料防控过程中，也有研究采用数学模型进行预测微塑料的传播路径以更好地制定防控策略，如流体动力学模型和水流模型。但是这些模型通常需要考虑环流、风向和水动力等因素，但在实际应用中，由于环境的复杂变化，难以保证模型的准确性和稳定性，可能导致在制定防控策略时出现或多或少的偏差，从而影响防控工作的开展。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出了一种微塑料模拟防控方法及系统，能够提高三维微塑料输移模型模拟微塑料传播的准确性。
2、本专利技术实施例第一方面公开一种微塑料模拟防控方法，包括以下步骤：
3、获取微塑料浓度和流量数据的实时数据；
4、根据所述实时数据对三维微塑料输移模型的参数进行实时校正，直至满足预设条件，输出模拟结果；其中，所述三维微塑料输移模型用于模拟微塑料的传播情况，所述模拟结果包括微塑料的浓度和扩散情况；
5、对所述模拟结果进行分析，得到微塑料的传播预测结果；其中，所述预测结果包括微塑料的空间分布特征和微塑料的输移趋势；
6、根据所述预测
7、进一步地，所述三维微塑料输移模型通过以下方式构建：
8、通过三维浅水方程构建水动力模型；
9、基于所述水动力模型构建对流扩散方程，所述对流扩散方程用于模拟水中物质的扩散情况；
10、采用非结构网格拟合岸线和地形，得到三维微塑料输移模型，其中，所述非结构网格包括多个节点，所述节点用于通过所述对流扩散方程输出对应位置的微塑料的浓度和扩散情况。
11、进一步地，所述对流扩散方程表示为：
12、
13、其中，s＝qs(cs-c)；
14、式中，dx为x方向上的扩散系数，dy为y方向上的扩散系数，c为物质浓度，f为线性衰减系数，h为水深，u为x方向上的流速，v为y方向上的流速，qs为源汇项流量，cs为源汇处物质浓度，s为源汇项，t为时间。
15、进一步地，所述根据所述实时数据对三维微塑料输移模型的参数进行实时校正，直至满足预设条件，输出模拟结果包括以下步骤：
16、对所述三维微塑料输移模型进行微塑料的输移模拟，得到模拟的初始结果；
17、将所述实时数据和所述初始结果进行对比，得到误差结果；
18、若所述误差结果不满足预设条件，则根据所述实时数据校正所述三维微塑料输移模型的糙率和扩散系数，直至所述误差结果满足预设条件，通过所述三维微塑料输移模型输出模拟结果。
19、进一步地，在所述对所述模拟结果进行分析，得到微塑料的传播预测结果这一步骤之前，所述微塑料模拟防控方法还包括以下步骤：
20、对所述模拟结果进行数据清洗和标准化处理，其中，所述数据清洗包括删除所述模拟结果的异常数值、空数值和无效数值，所述标准化处理包括通过阿特曼模型对所述模拟结果进行数据标准化。
21、进一步地，所述微塑料模拟防控方法还包括以下步骤：
22、根据微塑料的空间分布特征和微塑料的输移趋势划分各区域中微塑料的风险等级和生物累积性信息。
23、进一步地，所述对所述模拟结果进行分析，得到微塑料的传播预测结果包括以下步骤：
24、通过统计学计算方法统计微塑料的数量和微塑料的分布情况；
25、根据所述微塑料的数量和微塑料的分布情况确定微塑料的空间分布特征和微塑料的输移趋势。
26、进一步地，所述微塑料模拟的防控方法还包括以下步骤：
27、通过可视化界面实时展示所述实时数据和所述预测结果，其中，所述可视化界面包括地图界面、图表界面和动画界面。
28、进一步地，所述根据所述预测结果对微塑料的传播进行防控包括以下步骤：
29、根据所述预测结果进行风险评估，得到风险评估结果；所述风险评估的指标包括微塑料分布范围、微塑料浓度峰值、生态影响指数和生物健康风险；
30、根据所述风险评估结果制定微塑料的风险防控措施。
31、本专利技术实施例第二方面公开一种微塑料模拟防控系统，所述微塑料模拟防控系统包括：
32、第一模块，用于获取微塑料浓度和流量数据的实时数据；
33、第二模块，用于根据所述实时数据对三维微塑料输移模型的参数进行实时校正，直至满足预设条件，输出模拟结果；其中，所述三维微塑料输移模型用于模拟微塑料的传播情况，所述模拟结果包括微塑料的浓度和扩散情况；
34、第三模块，用于对所述模拟结果进行分析，得到微塑料的传播预测结果；其中，所述预测结果包括微塑料的空间分布特征和微塑料的输移趋势：
35、第四模块，用于根据所述预测结果对微塑料的传播进行防控。
36、与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点/有益效果之一：
37、首先获取微塑料浓度和流量数据的实时数据；再根据实时数据对三维微塑料输移模型的参数进行实时校正，直至满足预设条件，输出模拟结果；其中，三维微塑料输移模型用于模拟微塑料的传播情况，模拟结果包括微塑料的浓度和扩散情况；然后对模拟结果进行分析，得到微塑料的传播预测结果；其中，预测结果包括微塑料的空间分布特征和微塑料的输移趋势；最后根据预测结果对微塑料的传播进行防控。通过实时数据对三维微塑料输移模型的参数进行实时校正，提高三维微塑料输移模型模拟微塑料传播的准确性。
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1.一种微塑料模拟防控方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的微塑料模拟防控方法，其特征在于，所述三维微塑料输移模型通过以下方式构建：
3.根据权利要求2所述的微塑料模拟防控方法，其特征在于，所述对流扩散方程表示为：
4.根据权利要求1所述的微塑料模拟防控方法，其特征在于，所述根据所述实时数据对三维微塑料输移模型的参数进行实时校正，直至满足预设条件，输出模拟结果包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的微塑料模拟防控方法，其特征在于，在所述对所述模拟结果进行分析，得到微塑料的传播预测结果这一步骤之前，所述微塑料模拟防控方法还包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述的微塑料模拟防控方法，其特征在于，所述微塑料模拟防控方法还包括以下步骤：
7.根据权利要求1所述的微塑料模拟防控方法，其特征在于，所述对所述模拟结果进行分析，得到微塑料的传播预测结果包括以下步骤：
8.根据权利要求3所述的微塑料模拟防控方法，其特征在于，所述微塑料模拟的防控方法还包括以下步骤：
9.根据权利要求1
10.一种微塑料模拟防控系统，其特征在于，所述微塑料模拟防控系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种微塑料模拟防控方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的微塑料模拟防控方法，其特征在于，所述三维微塑料输移模型通过以下方式构建：
3.根据权利要求2所述的微塑料模拟防控方法，其特征在于，所述对流扩散方程表示为：
4.根据权利要求1所述的微塑料模拟防控方法，其特征在于，所述根据所述实时数据对三维微塑料输移模型的参数进行实时校正，直至满足预设条件，输出模拟结果包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的微塑料模拟防控方法，其特征在于，在所述对所述模拟结果进行分析，得到微塑料的传播预测结果这一步骤之前，所述微塑料模拟防...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄本胜，黄广灵，刘达，邱静，郭磊，谭超，洪昌红，陈晖，
申请(专利权)人：广东省水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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