本發(fā)明屬于污染土壤調(diào)查、監(jiān)測及修復(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，隨著我國《土壤污染防治行動計(jì)劃》(簡稱“土十條”)的出臺，污染場地治理上升到國家層面。同時(shí)，環(huán)保部頒布了一系列有關(guān)污染場地的污染調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評估、監(jiān)測及修復(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)評估、監(jiān)測、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，避免開挖過程清潔土與污染土發(fā)生交叉污染。基于目前的污染場地土壤修復(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于異位修復(fù)無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，測量定位難度增加，相應(yīng)測量及維護(hù)費(fèi)用增加。

土壤調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評估工作確定污染場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)評估軟件(如HERA、RBCA等)，基于土壤采樣數(shù)據(jù)分析結(jié)果，對特定深度界面通過地統(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)通過插值獲得，邊界范圍的污染范圍存在一定的不確定性。通過對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，場地調(diào)查及風(fēng)險(xiǎn)評估所確定的修復(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)《場地環(huán)境調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則》(HJ25.1-2014)，污染場地調(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)采集和檢測總是有限的。可根據(jù)專業(yè)知識和經(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，確定場地污染程度和范圍。若需要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估或污染修復(fù)時(shí)，則要進(jìn)行第三階段場地環(huán)境調(diào)查。第三階段場地環(huán)境調(diào)查以補(bǔ)充采樣和測試為主，獲得滿足風(fēng)險(xiǎn)評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)查過程中同時(shí)開展。

根據(jù)初步采樣分析的結(jié)果，結(jié)合場地分區(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)。對于需要劃定污染邊界范圍的區(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)《場地環(huán)境監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則》(HJ25.2-2014)，場地環(huán)境調(diào)查詳細(xì)采樣監(jiān)測點(diǎn)位的布設(shè)，采用分區(qū)布點(diǎn)法劃分監(jiān)測地塊，在每個(gè)地塊的中心采樣，單個(gè)監(jiān)測地塊的面積可根據(jù)實(shí)際情況確定，原則上不應(yīng)超過1600m2。對于面積較小的場地，應(yīng)不少于5個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位。《GB 50021-2001巖土工程勘察規(guī)范》(2009年版)規(guī)定，一級復(fù)雜場地的詳細(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?zhí)枮?01210483696.9、申請公布號為CN102999927A、申請公布日為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”的中國發(fā)明專利申請中，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，未能解決污染場地中土壤修復(fù)范圍的邊界為曲線或存在過多測量拐點(diǎn)的工程問題。

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)存在的問題，即現(xiàn)有技術(shù)的算法較為繁瑣，未能解決污染場地中土壤修復(fù)范圍的邊界為曲線或存在過多測量拐點(diǎn)的工程問題。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)所用的相對坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點(diǎn)(網(wǎng)格起點(diǎn))位于污染場地的最南端(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)相對坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)，包含建筑紅線及其范圍內(nèi)場地。

步驟二、設(shè)置單位網(wǎng)格，按步驟一所建立的相對坐標(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)格覆蓋全場所有污染地塊。

步驟三、完整型網(wǎng)格無需優(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，通過單位面積二分判斷法(以下簡稱“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，位于場地內(nèi)最西南端可識別建筑物角點(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10m的直線段組合成為多段線，其邊界測量拐點(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(簡稱“二分法”)，對場地調(diào)查階段所確定的土壤修復(fù)邊界進(jìn)行優(yōu)化處理的過程中，通過ArcGIS或CAD軟件很容易實(shí)現(xiàn)對修復(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，很容易識別和判斷原場地確定的修復(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)明對污染場地各地塊按分層進(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，解決了原場地修復(fù)區(qū)域邊界為曲線或存在大量測量拐點(diǎn)的問題，一方面為修復(fù)工程實(shí)施過程、監(jiān)測過程的測量定位提供了方便，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，且操作簡單，優(yōu)化前后修復(fù)面積的相對誤差精度不超過±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、簡便可行、網(wǎng)格面積參數(shù)易于判斷，可實(shí)現(xiàn)對污染場地各地塊，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，大大降低測量定位施工的工作量。本發(fā)明在污染場地調(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)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：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地，該地塊(A地塊)場地調(diào)查及風(fēng)險(xiǎn)評估所確定(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：建立相對坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點(diǎn)(網(wǎng)格起點(diǎn))1位于污染場地的最西南端，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，均位于所建立相對坐標(biāo)系第一象限內(nèi)。

步驟2：單位網(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“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)面積通過下式計(jì)算：

A優(yōu)化后＝N1*A0-N2*0+N3*A0＝(N1+N3)*A0 (1)

其中，通過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)面積相對誤差(E)計(jì)算通過下式計(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)化相對偏差為-0.90％。

優(yōu)化后A地塊的修復(fù)邊界的測量拐點(diǎn)明顯降低，見下表：

表1污染地塊(A地塊)測量拐點(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。簡述其局部地塊的土壤修復(fù)范圍及邊界優(yōu)化過程。

如圖4、圖5所示，分別為本實(shí)施例的污染場地中的兩個(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)面積相對誤差為±1％～±5％，說明了本發(fā)明工程應(yīng)用的普適性，可應(yīng)用于工程修復(fù)尺度的污染場地，具有較高的精度和可靠性。

以上實(shí)施例為污染場地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)面積之和為全場總修復(fù)面積，不同層位疊加后可得全場優(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)。

技術(shù)特征：

1.一種污染土壤修復(fù)范圍及邊界的優(yōu)化方法，其特征在于，

步驟一、建立網(wǎng)格設(shè)定基準(zhǔn)所用的相對坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點(diǎn)位于污染場地的修復(fù)區(qū)域之外，橫軸為東西向，縱軸為南北向，場地內(nèi)所有污染地塊位于所設(shè)相對坐標(biāo)系的一象限內(nèi)，包含建筑紅線及其范圍內(nèi)場地；

步驟二、設(shè)置單位網(wǎng)格，按步驟一所建立的相對坐標(biāo)系，自坐標(biāo)原點(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)格覆蓋全場所有污染地塊；

步驟三、完整型網(wǎng)格無需優(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，通過單位面積二分判斷法進(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)格污染；

其中，A0為單位網(wǎng)格面積，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，單位：m2；

步驟七、優(yōu)化后修復(fù)面積相對誤差計(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)面積相對誤差，單位：％，經(jīng)驗(yàn)取值范圍在±1％～±5％之間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染土壤修復(fù)范圍及邊界的優(yōu)化方法，其特征在于，重復(fù)步驟七，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。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染土壤修復(fù)范圍及邊界的優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟一中，作為網(wǎng)格起點(diǎn)的坐標(biāo)原點(diǎn)具有以下特征，位于場地內(nèi)修復(fù)區(qū)域之外可識別建筑物角點(diǎn)或其它永久性標(biāo)志位置，具有可追溯性，通過GPS系統(tǒng)進(jìn)行精確定位和記錄。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染土壤修復(fù)范圍及邊界的優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟二中，設(shè)置單位網(wǎng)格為5m×5m～30m×30m，即優(yōu)化確定的最終土壤修復(fù)邊界由單位網(wǎng)格邊長直線段組合成為多段線，其邊界測量拐點(diǎn)可量化。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染土壤修復(fù)范圍及邊界的優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟二中，所污染地塊被單位網(wǎng)格覆蓋后形成兩類網(wǎng)格，完整型網(wǎng)格和非完整型網(wǎng)格。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染土壤修復(fù)范圍及邊界的優(yōu)化方法，其特征在于，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。

技術(shù)總結(jié)

一種污染土壤修復(fù)范圍及邊界的優(yōu)化方法。本發(fā)明通過建立相對坐標(biāo)系，單位網(wǎng)格定位及網(wǎng)格化處理，采用“二分法”對依據(jù)地統(tǒng)計(jì)分析插值方法繪制出的污染地塊區(qū)域所在單位網(wǎng)格進(jìn)行舍棄或增加優(yōu)化處理，優(yōu)化后修復(fù)邊界為直線型多段線組成，測量拐點(diǎn)大幅度降低，同時(shí)優(yōu)化前后修復(fù)面積相對誤差控制在±1％～±5％之間。本發(fā)明針對目前場地調(diào)查階段所確定的修復(fù)邊界及范圍因普遍存在規(guī)則性差、且邊界為曲線或存在大量拐點(diǎn)而導(dǎo)致修復(fù)工程實(shí)施難度人為增加、測量工程量偏大的問題，所提供優(yōu)化方法具有較強(qiáng)的可操作性，優(yōu)化確定的修復(fù)邊界便于快速測量后實(shí)施修復(fù)。本發(fā)明適用于污染場地調(diào)查、土壤修復(fù)工程優(yōu)化設(shè)計(jì)階段的土壤修復(fù)邊界及范圍的優(yōu)化確定。

技術(shù)研發(fā)人員：李書鵬;楊樂巍;王艷偉;張?jiān)?郝弟;韓春媚

受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京建工環(huán)境修復(fù)股份有限公司

文檔號碼：201610880860

技術(shù)研發(fā)日：2016.10.09

技術(shù)公布日：2017.02.22