本发明涉及场地环境调查技术领域，尤指一种污染场地土壤修复量的计算方法及系统。
背景技术：
我国工矿用地环境质量不容乐观。据2014年《全国土壤污染状况调查公报》显示，重污染企业用地、工业废弃地、工业园区、固体废物集中处理场地和
采矿区土壤点位超标率分别为36.3％、34.9％、29.4％、21.3％和33.4％。而2016年环境污染治理投资总额占国内生产总值比重相对较低，为1.24％(数据源于《2017年中国统计年鉴》)，这要求利用有限的投资进行污染治理。降低环境修复成本，提高治理工作质量迫在眉睫。
通过开发经济适用型的场地环境调查技术，以降低后期环境修复治理成本是一种可行的方法。对污染场地土壤修复方量的识别是场地环境调查技术的关键。目前，土壤修复方量的识别基于污染物在土壤中迁移过程的三维模拟进行刻画，常见的土壤污染物三维迁移情况可通过evs(earthvolumetricstudio，可视化地质建模软件)环境可视化系统和voxler软件进行实现，然而刻画出的三维不规则图形并不适用于实际的土壤修复施工工程，若采用该三维不规则图形进行土壤开挖工作，则需要不断调整开挖形状及每一层的开挖深度，且对每一层的开挖深度无相关科学依据，另外修复边界多曲线，也会人为导致修复工程实施难度增加、工程量偏大。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种污染场地土壤修复量的计算方法及系统，通过将复杂的污染物分布三维模型进行简化，使之适合实际施工需求，具有较强的可操作性，降低了场地土壤修复治理难度，提高了施工效率。
本发明提供的技术方案如下：
一种污染场地土壤修复量的计算方法，包括：根据污染场地的土壤样本数据，得到所述污染场地的不同土层的污染风险分布图；根据所述污染风险分布图，选择污染风险等级达到预设等级的区域作为待修复区，并按照预设的简化容差对待修复区边界轮廓进行简化；根据所述土壤样本数据，采用泰森多边形对不同土层的污染物迁移深度进行分块区划，得到污染物迁移深度分块图；将相同土层的所述污染风险分布图和所述污染物迁移深度分块图进行叠加，根据叠加图上的待修复区计算污染场地土壤修复量，并获取所述待修复区的拐点坐标，用于后续的土壤修复施工。
进一步优选的，所述根据污染场地的土壤样本数据，得到所述污染场地的不同土层的污染风险分布图具体包括：根据场地岩土分层情况，对污染场地的土壤样本数据进行处理，得到每一土层样本数据；根据每一土层样本数据，采用反距离权重法插值出其他未测量位置的数据，从而得到每一土层每个位置的污染物浓度；根据每一土层每个位置的污染物浓度，参照土壤背景值及土壤污染物浓度限值对污染风险进行分级分类，得到对应土层的污染风险分布图。
进一步优选的，所述对污染场地的土壤样本数据进行处理，得到每一土层样本数据包括：从污染场地的土壤样本数据中，将所有属于同一土层同一采样点的土壤样本数据进行加和求平均，所得均值作为对应土层对应采样点的样本数据；将属于同一土层的所有采样点的样本数据构成对应土层样本数据。
进一步优选的，所述按照预设的简化容差对待修复区边界轮廓进行简化，具体包括：基于道格拉斯-普克算法，按照预设最大允许偏移量对待修复区边界轮廓去除多余的折点，得到第一简化边界轮廓；基于zhou-jones算法，按照预设最小面积对所述第一简化边界轮廓去除多余的折点。
进一步优选的，所述预设最大允许偏移量为2-4米，所述预设最小面积为20-40平方米。
进一步优选的，在所述根据污染场地的土壤样本数据，得到所述污染场地的不同土层的污染风险分布图之前包括：分别在污染场地的多个采样点进行土壤取样，通过对获得的土壤样本进行污染物浓度测试，得到土壤样本数据。
本发明还提供一种污染场地土壤修复量的计算系统，包括：污染风险评估模块，用于根据污染场地的土壤样本数据，得到所述污染场地的不同土层的污染风险分布图；待修复区简化模块，用于根据所述污染风险分布图，选择污染风险等级达到预设等级的区域作为待修复区，并按照预设的简化容差对待修复区边界轮廓进行简化；迁移深度评估模块，用于根据所述土壤样本数据，采用泰森多边形对不同土层的污染物迁移深度进行分块区划，得到污染物迁移深度分块图；修复量计算模块，将相同土层的所述污染风险分布图和所述污染物迁移深度分块图进行叠加，根据叠加图上的待修复区计算污染场地土壤修复量，并获取所述待修复区的拐点坐标，用于后续的土壤修复施工。
进一步优选的，所述污染风险评估模块，进一步用于根据场地岩土分层情况，对污染场地的土壤样本数据进行处理，得到每一土层样本数据；根据每一土层样本数据，采用反距离权重法插值出其他未测量位置的数据，从而得到每一土层每个位置的污染物浓度；根据每一土层每个位置的污染物浓度，参照土壤背景值及土壤污染物浓度限值对污染风险进行分级分类，得到对应土层的污染风险分布图。
进一步优选的，所述待修复区简化模块，进一步用于基于道格拉斯-普克算法，按照预设最大允许偏移量对待修复区边界轮廓去除多余的折点，得到第一简化边界轮廓；基于zhou-jones算法，按照预设最小面积对所述第一简化边界轮廓去除多余的折点。
进一步优选的，还包括：样本数据获取模块，用于分别在污染场地的多个采样点进行土壤取样，通过对获得的土壤样本进行污染物浓度测试，得到土壤样本数据。
通过本发明提供的一种污染场地土壤修复量的计算方法及系统，能够带来以下至少一种有益效果：
1、本发明通过将复杂的污染物分布三维模型进行简化，划分得到简单的污染土壤区块，使之适合实际施工需求，操作简单，便于实际应用，降低了场地土壤修复治理难度，提高了施工效率。
2、本发明充分考虑实际施工需求，对污染土壤区块拐点坐标进行获取，便于实际土壤修复施工工程的设计与进行。
3、本发明将修复范围边界设计为封闭直线段，解决了原场地修复区域边界为曲线的问题，方便了修复工程的实施，更加具有可操作性。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种污染场地土壤修复量的计算方法及系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明的一种污染场地土壤修复量的计算方法的一个实施例的流程图；
图2是本发明的一种污染场地土壤修复量的计算方法的另一个实施例的流程图；
图3是本发明的一种污染场地土壤修复量的计算系统的一个实施例的结构示意图；
图4是本发明的一种污染场地土壤修复量的计算系统的另一个实施例的结构示意图；
图5是本发明的一种污染场地土壤修复量的计算方法的另一个实施例中的第一土层污染风险分布图(左)和第二土层污染风险分布图(右)；
图6是本发明的一种污染场地土壤修复量的计算方法的另一个实施例中的第一土层简化图和第二土层简化图。
附图标号说明：
100.样本数据获取模块，110.污染风险评估模块，120.迁移深度评估模块，130.待修复区简化模块，140.修复量计算模块。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，一种污染场地土壤修复量的计算方法，包括：
步骤s100根据污染场地的土壤样本数据，得到所述污染场地的不同土层的污染风险分布图。
具体的，土壤样本数据是通过实地土壤采样，对采样的土壤进行实验分析得到。土壤样本数据反映土壤所含污染物浓度。考虑人力、物力成本，实地土壤采样的样点是有限的，根据土壤样本数据，通过空间插值得到未测量点的污染物浓度，从而获得不同土层的污染分布；根据每个土层每个位置的污染物浓度和国家或行业标准对污染风险等级的定义，获得每个土层的污染风险分布图。
步骤s200根据所述污染风险分布图，选择污染风险等级达到预设等级的区域作为待修复区，并按照预设的简化容差对待修复区边界轮廓进行简化。
具体的，比如将污染风险等级分为三级，分别为高等、中等、低等；如果预设等级为中等，则选择污染风险等级达到中等及以上的区域，即高等、中等的区域作为待修复区；如果预设等级为高等，则选择污染风险等级为高等的区域作为待修复区。在对土壤修复量影响不大的情况下，对待修复区边界轮廓进行简化，以利于后续的土壤修复施工。可以采用道格拉斯-普克算法、和/或wang-müller算法、和/或zhou-jones算法对待修复区边界轮廓进行简化。道格拉斯-普克算法保留构成边界轮廓的基本形状的关键点，而移除所有其他点；该算法测量边界上每个折点到趋势线的垂直距离，与趋势线的距离小于容差的折点将被删除。wang-müller算法通过形状识别技术找出边界上的折弯并分析其特征，然后消除无关紧要的折弯。zhou-jones算法识别边界上每个折点的有效三角形面积，随后采用一系列度量对这些三角形进行加权以对比每个面积的平面度、偏度和凸度，通过加权后的面积指导移除相应折点以简化面轮廓，同时尽可能多地保留特性。
步骤s300根据所述土壤样本数据，采用泰森多边形对不同土层的污染物迁移深度进行分块区划，得到污染物迁移深度分块图。
具体的，实际污染场地上每一个采样点位都有相应的迁移深度，而采样点位相对离散，且每个采样点位的迁移深度不一，所以采用泰森多边形对场地内不同土层的污染物迁移深度进行分块区划，大致的工作原理及过程如下：
泰森多边形是对调查范围平面的一种剖分方法，其特点是多边形内的任何位置离该多边形内采样点的距离最近，离相邻多边形内采样点的距离远，且每个多边形内含且仅包含一个采样点。按如下方法构建泰森多边形：
①按照从左到右、从上到下的顺序扫描输入点(即采样点)。
②在所有点中划分出符合德洛内准则(即每个三角形外接圆内不包含其它点)的不规则三角网。
③对所有三角形各边做垂直平分线，这些垂直平分线形成泰森多边形的边，各垂直平分线的交点决定泰森多边形折点的位置。
步骤s400将相同土层的所述污染风险分布图和所述污染物迁移深度分块图进行叠加，根据叠加图上的待修复区计算污染场地土壤修复量，并获取所述待修复区的拐点坐标，用于后续的土壤修复施工。
具体的，将相同土层的污染风险分布图和污染物迁移深度分块图进行叠加，得到每一土层的叠加图。每一土层的叠加图上的待修复区包含若干独立的区域，每个区域又包含若干分块，每个区域的分块又是根据泰森多边形得到，每个分块对应一种污染物迁移深度，根据每个分块的面积和污染物迁移深度得到分块的体积，将不同土层的所有待修复区内的所有分块的体积进行加和，得到污染场地土壤修复量。待修复区的拐点坐标为简化后的待修复区边界轮廓上的折点。
本实施例，结合实际施工需求，对待修复区边界轮廓进行简化，比如待修复区的边界线由曲线改为折线段，以利于实际施工；将污染风险分布图和污染物迁移深度分块图进行叠加，根据叠加图上的待修复区计算污染场地土壤修复量，可以更合理地估计污染场地土壤修复量，使该修复量计算更准确。
在本发明的另一个实施例中，如图2所示，一种污染场地土壤修复量的计算方法，包括：
步骤s000分别在污染场地的多个采样点进行土壤取样，通过对获得的土壤样本进行污染物浓度测试，得到土壤样本数据。
步骤s110根据场地岩土分层情况，对污染场地的土壤样本数据进行处理，得到每一土层样本数据；
其中，从污染场地的土壤样本数据中，将所有属于同一土层同一采样点的土壤样本数据进行加和求平均，所得均值作为对应土层对应采样点的样本数据；将属于同一土层的所有采样点的样本数据构成对应土层样本数据。
步骤s120根据每一土层样本数据，采用反距离权重法插值出其他未测量位置的数据，从而得到每一土层每个位置的污染物浓度；
步骤s130根据每一土层每个位置的污染物浓度，参照土壤背景值及土壤污染物浓度限值对污染风险进行分级分类，得到对应土层的污染风险分布图。
步骤s210根据所述污染风险分布图，选择污染风险等级达到预设等级的区域作为待修复区；
步骤s220基于道格拉斯-普克算法，按照预设最大允许偏移量对待修复区边界轮廓去除多余的折点，得到第一简化边界轮廓；
步骤s230基于zhou-jones算法，按照预设最小面积对所述第一简化边界轮廓去除多余的折点；
所述预设最大允许偏移量为2-4米，所述预设最小面积为20-40平方米；
步骤s300根据所述土壤样本数据，采用泰森多边形对不同土层的污染物迁移深度进行分块区划，得到污染物迁移深度分块图；
步骤s400将相同土层的所述污染风险分布图和所述污染物迁移深度分块图进行叠加，根据叠加图上的待修复区计算污染场地土壤修复量，并获取所述待修复区的拐点坐标，用于后续的土壤修复施工。
具体的，以青海某区域为例，青海某化工厂主要生产氯酸盐，已于2010年停产。该区域除东部均存在居民区，东部为农田，西侧有居民区、学校等用地。厂区原址面积约为19000m2。由于该厂生产工艺特点及监管缺漏，含铬废渣成为该厂区土壤污染的主要来源。该场地岩土工程勘察报告中的数据表明，从上往下，土层分为三层：①层素填土(厚度0.7-0.9米)②层黄土状粉质黏土(厚度6.8-7.2米)③层卵石(厚度5.2-5.6米)，地层处于同一地貌单元上，工程特性无显著变化。
通过工程钻探在场地内收取土壤样本，共计23个采样点并且每个采样点在13米以内的垂直深度进行多点取样，比如，以0.5米间距进行不同深度的采样，直至土壤中重金属浓度在安全限内，比如低于便携式重金属测定仪(xrf)检测限。将检测出的污染物浓度超标的样本送至实验室分析，得到每个样本的污染物浓度，这些数据构成土壤样本数据。土壤样本数据表明污染物迁移至第二土层。
根据场地岩土分层情况，对土壤样本数据进行处理，将属于同一土层同一采样点的土壤样本数据进行加和求平均，所得均值作为对应土层对应采样点的样本数据；将属于同一土层的所有采样点的样本数据构成对应土层样本数据。
每一土层每一采样点的样本数据可通过如下公式计算得到：
其中
为所述第x土层土壤样本污染物实测数据均值(x＝1,2,3......,n)，
ci为同一土壤采样点同一土层第i个样本数据(i＝1,2,3......,n)。
将每一土层样本数据经反距离权重法插值得到未测量位置的数据。根据取样点的数据和未测量位置的数据，得到同一土层每个位置的污染物浓度，根据该污染物浓度刻画污染物分层分布情况，并参照土壤背景值及《土壤环境质量-建设用地土壤污染风险管控标准》污染物第二类用地管制值对污染风险进行分级分类(如图5所示)，得到每一土层的污染风险分布图。
根据污染风险分布图，选择污染风险等级为高等的区域作为待修复区。结合实际施工需求，对待修复区边界轮廓进行简化。先采用道格拉斯-普克算法对待修复区边界轮廓进行点移除，该算法原理如下：
对每一条曲线的首末点相连得到一条趋势线，求曲线上所有点与该趋势线的垂直距离，并找出最大距离值dmax，用dmax与容差d(d为预设的简化容差中的最大允许偏移量)相比：若dmax<d，这条曲线上的中间点全部舍去；若dmax≥d，保留dmax对应的坐标点，并以该点为界，把曲线分为两部分，从而构成两条新趋势线，然后再测量剩余折点到这两条线的垂直距离，整个过程将持续到与趋势线的距离小于容差的所有折点全部被删除为止，从而得到第一简化边界轮廓。
对第一简化边界轮廓，采用zhou-jones算法按照预设的简化容差中的预设最小面积去除多余的折点，得到简化后的待修复区边界轮廓。通过zhou-jones算法得到边界上每个折点的有效三角形面积，如果折点的有效三角形面积小于预设的简化容差中的预设最小面积，则移除该折点。
通过道格拉斯-普克算法和zhou-jones算法，对待修复区边界轮廓进行简化，比如将修复边界轮廓由曲线改为折线段，更符合实际施工需求。
对待修复区的简化通过arcgis10.2的制图综合工具箱处理，并设定简化容差的最大允许偏移量为2米、最小面积为20平方米。采用arcgis10.2的要素工具箱，将简化图中折点提取为点shape文件；采用arcgis10.2的常规工具箱，对折点shape文件进行处理，删除点集中相重叠的点元素；采用arcgis10.2的要素工具箱对处理后的点shape文件进行(x,y)坐标赋值，获得简化图各拐点坐标。
采用泰森多边形对不同土层污染物迁移深度进行分块区划，得到污染物迁移深度分布图，其中，第一土层、第二土层中每个划定区块对应一个泰森多边形，对应一种污染物迁移深度。
将上述相同土层的污染风险分布图与污染物迁移深度分块图进行叠加，将不同土层的所有待修复区内的所有分块的体积进行加和，得到污染场地土壤修复量。如图6所示，最终得到第一层待修复土壤区块10、11、13、15、19、26、31、37、38、40、42总方量为3631.77m3；第二层待修复土壤区块26、28、32、39、44、53、55、58总方量为10253.92m3。
本实施例所述的污染场地土壤修复方量计算优化方法，将复杂的污染物分布三维模型进行简化，划分得到简单的污染土壤分块，从而计算出相应土壤修复方量；充分考虑结合实际施工需求，对污染土壤区块拐点坐标进行获取，便于实际土壤修复施工工程的设计与进行。
在本发明的另一个实施例中，如图3所示，一种污染场地土壤修复量的计算系统，包括：
污染风险评估模块110，用于根据污染场地的土壤样本数据，得到所述污染场地的不同土层的污染风险分布图；
待修复区简化模块120，用于根据所述污染风险分布图，选择污染风险等级达到预设等级的区域作为待修复区，并按照预设的简化容差对待修复区边界轮廓进行简化；
迁移深度评估模块130，用于根据所述土壤样本数据，采用泰森多边形对不同土层的污染物迁移深度进行分块区划，得到污染物迁移深度分块图；
修复量计算模块140，用于将相同土层的所述污染风险分布图和所述污染物迁移深度分块图进行叠加，根据叠加图上的待修复区计算污染场地土壤修复量，并获取所述待修复区的拐点坐标，用于后续的土壤修复施工。
具体的，土壤样本数据是通过实地土壤采样，对采样的土壤进行实验分析得到。土壤样本数据反映土壤所含污染物浓度。考虑人力、物力成本，实地土壤采样的样点是有限的，根据土壤样本数据，通过空间插值得到未测量点的污染物浓度，从而获得不同土层的污染分布；根据每个土层每个位置的污染物浓度和国家或行业标准对污染风险等级的定义，获得每个土层的污染风险分布图。
比如将污染风险等级分为三级，分别为高等、中等、低等；如果预设等级为中等，则选择污染风险等级达到中等及以上的区域，即高等、中等的区域作为待修复区；如果预设等级为高等，则选择污染风险等级为高等的区域作为待修复区。在对土壤修复量影响不大的情况下，对待修复区边界轮廓进行简化，以利于后续的土壤修复施工。可以采用道格拉斯-普克算法、和/或wang-müller算法、和/或zhou-jones算法对待修复区边界轮廓进行简化。道格拉斯-普克算法保留构成边界轮廓的基本形状的关键点，而移除所有其他点；该算法测量边界上每个折点到趋势线的垂直距离，与趋势线的距离小于容差的折点将被删除。wang-müller算法通过形状识别技术找出边界上的折弯并分析其特征，然后消除无关紧要的折弯。zhou-jones算法识别边界上每个折点的有效三角形面积，随后采用一系列度量对这些三角形进行加权以对比每个面积的平面度、偏度和凸度，通过加权后的面积指导移除相应折点以简化面轮廓，同时尽可能多地保留特性。
实际污染场地上每一个采样点位都有相应的迁移深度，而采样点位相对离散，且每个采样点位的迁移深度不一，所以采用泰森多边形对场地内不同土层的污染物迁移深度进行分块区划，大致的工作原理及过程如下：
泰森多边形是对调查范围平面的一种剖分方法，其特点是多边形内的任何位置离该多边形内采样点的距离最近，离相邻多边形内采样点的距离远，且每个多边形内含且仅包含一个采样点。按如下方法构建泰森多边形：
①按照从左到右、从上到下的顺序扫描输入点(即采样点)。
②在所有点中划分出符合德洛内准则(即每个三角形外接圆内不包含其它点)的不规则三角网。
③对所有三角形各边做垂直平分线，这些垂直平分线形成泰森多边形的边，各垂直平分线的交点决定泰森多边形折点的位置。
将相同土层的污染风险分布图和污染物迁移深度分块图进行叠加，得到每一土层的叠加图。每一土层的叠加图上的待修复区包含若干独立的区域，每个区域又包含若干分块，每个区域的分块又是根据泰森多边形得到，每个分块对应一种污染物迁移深度，根据每个分块的面积和污染物迁移深度得到分块的体积，将不同土层的所有待修复区内的所有分块的体积进行加和，得到污染场地土壤修复量。待修复区的拐点坐标为简化后的待修复区边界轮廓上的折点。
本实施例，结合实际施工需求，对待修复区边界轮廓进行简化，比如待修复区的边界线由曲线改为折线段，以利于实际施工；将污染风险分布图和污染物迁移深度分块图进行叠加，根据叠加图上的待修复区计算污染场地土壤修复量，可以更合理地估计污染场地土壤修复量，使该修复量计算更准确。
在本发明的另一个实施例中，如图4所示，一种污染场地土壤修复量的计算系统，包括：
样本数据获取模块100，用于分别在污染场地的多个采样点进行土壤取样，通过对获得的土壤样本进行污染物浓度测试，得到土壤样本数据。
污染风险评估模块110，用于根据场地岩土分层情况，对污染场地的土壤样本数据进行处理，得到每一土层样本数据；其中，从污染场地的土壤样本数据中，将所有属于同一土层同一采样点的土壤样本数据进行加和求平均，所得均值作为对应土层对应采样点的样本数据；将属于同一土层的所有采样点的样本数据构成对应土层样本数据；以及，根据每一土层样本数据，采用反距离权重法插值出其他未测量位置的数据，从而得到每一土层每个位置的污染物浓度；以及，根据每一土层每个位置的污染物浓度，参照土壤背景值及土壤污染物浓度限值对污染风险进行分级分类，得到对应土层的污染风险分布图。
待修复区简化模块120，用于根据所述污染风险分布图，选择污染风险等级达到预设等级的区域作为待修复区；以及，基于道格拉斯-普克算法，按照预设最大允许偏移量对待修复区边界轮廓去除多余的折点，得到第一简化边界轮廓；基于zhou-jones算法，按照预设最小面积对所述第一简化边界轮廓去除多余的折点；其中，预设最大允许偏移量为2-4米，预设最小面积为20-40平方米。
迁移深度评估模块130，用于根据所述土壤样本数据，采用泰森多边形对不同土层的污染物迁移深度进行分块区划，得到污染物迁移深度分块图；
修复量计算模块140，将相同土层的所述污染风险分布图和所述污染物迁移深度分块图进行叠加，根据叠加图上的待修复区计算污染场地土壤修复量，并获取所述待修复区的拐点坐标，用于后续的土壤修复施工。
具体的，以青海某区域为例，青海某化工厂主要生产氯酸盐，已于2010年停产。该区域除东部均存在居民区，东部为农田，西侧有居民区、学校等用地。厂区原址面积约为19000m2。由于该厂生产工艺特点及监管缺漏，含铬废渣成为该厂区土壤污染的主要来源。该场地岩土工程勘察报告中的数据表明，从上往下，土层分为三层：①层素填土(厚度0.7-0.9米)②层黄土状粉质黏土(厚度6.8-7.2米)③层卵石(厚度5.2-5.6米)，地层处于同一地貌单元上，工程特性无显著变化。
通过工程钻探在场地内收取土壤样本，共计23个采样点并且每个采样点在13米以内的垂直深度进行多点取样，比如，以0.5米间距进行不同深度的采样，直至土壤中重金属浓度在安全限内，比如低于便携式重金属测定仪(xrf)检测限。将检测出的污染物浓度超标的样本送至实验室分析，得到每个样本的污染物浓度，这些数据构成土壤样本数据。土壤样本数据表明污染物迁移至第二土层。
根据场地岩土分层情况，对土壤样本数据进行处理，将属于同一土层同一采样点的土壤样本数据进行加和求平均，所得均值作为对应土层对应采样点的样本数据；将属于同一土层的所有采样点的样本数据构成对应土层样本数据。
每一土层每一采样点的样本数据可通过如下公式计算得到：
其中
为所述第x土层土壤样本污染物实测数据均值(x＝1,2,3......,n)，
ci为同一土壤采样点同一土层第i个样本数据(i＝1,2,3......,n)。
将每一土层样本数据经反距离权重法插值得到未测量位置的数据。根据取样点的数据和未测量位置的数据，得到同一土层每个位置的污染物浓度，根据该污染物浓度刻画污染物分层分布情况，并参照土壤背景值及《土壤环境质量-建设用地土壤污染风险管控标准》污染物第二类用地管制值对污染风险进行分级分类(如图5所示)，得到每一土层的污染风险分布图。
根据污染风险分布图，选择污染风险等级为高等的区域作为待修复区。结合实际施工需求，对待修复区边界轮廓进行简化。先采用道格拉斯-普克算法对待修复区边界轮廓进行点移除，该算法原理如下：
对每一条曲线的首末点相连得到一条趋势线，求曲线上所有点与该趋势线的垂直距离，并找出最大距离值dmax，用dmax与容差d(d为预设的简化容差中的最大允许偏移量)相比：若dmax<d，这条曲线上的中间点全部舍去；若dmax≥d，保留dmax对应的坐标点，并以该点为界，把曲线分为两部分，从而构成两条新趋势线，然后再测量剩余折点到这两条线的垂直距离，整个过程将持续到与趋势线的距离小于容差的所有折点全部被删除为止，从而得到第一简化边界轮廓。
对第一简化边界轮廓，采用zhou-jones算法按照预设的简化容差中的预设最小面积去除多余的折点，得到简化后的待修复区边界轮廓。通过zhou-jones算法得到边界上每个折点的有效三角形面积，如果折点的有效三角形面积小于预设的简化容差中的预设最小面积，则移除该折点。
通过道格拉斯-普克算法和zhou-jones算法，对待修复区边界轮廓进行简化，比如将修复边界轮廓由曲线改为折线段，更符合实际施工需求。
对待修复区的简化通过arcgis10.2的制图综合工具箱处理，并设定简化容差的最大允许偏移量为2米、最小面积为20平方米。采用arcgis10.2的要素工具箱，将简化图中折点提取为点shape文件；采用arcgis10.2的常规工具箱，对折点shape文件进行处理，删除点集中相重叠的点元素；采用arcgis10.2的要素工具箱对处理后的点shape文件进行(x,y)坐标赋值，获得简化图各拐点坐标。
采用泰森多边形对不同土层污染物迁移深度进行分块区划，得到污染物迁移深度分布图，其中，第一土层、第二土层中每个划定区块对应一个泰森多边形，对应一种污染物迁移深度。
将上述相同土层的污染风险分布图与污染物迁移深度分块图进行叠加，将不同土层的所有待修复区内的所有分块的体积进行加和，得到污染场地土壤修复量。如图6所示，最终得到第一层待修复土壤区块10、11、13、15、19、26、31、37、38、40、42总方量为3631.77m3；第二层待修复土壤区块26、28、32、39、44、53、55、58总方量为10253.92m3。
本实施例所述的污染场地土壤修复方量计算优化方法，将复杂的污染物分布三维模型进行简化，划分得到简单的污染土壤分块，从而计算出相应土壤修复方量；充分考虑结合实际施工需求，对污染土壤区块拐点坐标进行获取，便于实际土壤修复施工工程的设计与进行。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
技术特征：
技术总结
本发明提供了一种污染场地土壤修复量的计算方法及系统，包括：根据污染场地的土壤样本数据，得到不同土层的污染风险分布图；选择污染风险等级达到预设等级的区域作为待修复区，并按照预设的简化容差对待修复区边界轮廓进行简化；根据土壤样本数据，采用泰森多边形对不同土层的污染物迁移深度进行分块区划，得到污染物迁移深度分块图；将相同土层的污染风险分布图和污染物迁移深度分块图进行叠加，根据叠加图上的待修复区计算污染场地土壤修复量，并获取待修复区的拐点坐标，用于土壤修复施工。本发明操作简单、便于实际应用，能科学合理地计算污染场地土壤修复量，降低场地土壤修复治理难度，提高施工效率。
技术研发人员：宋赛虎;卜静;常立
受保护的技术使用者：上海立昌环境工程股份有限公司
技术研发日：2018.12.29
技术公布日：2019.05.14
声明：
“污染场地土壤修复量的计算方法及系统与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
312
编辑：中冶有色技术网
来源：上海立昌环境工程股份有限公司
分享 0
举报 0
收藏 0
反对 0
点赞 0
中冶有色技术平台
2024年12月13日 ~ 15日 
