恭喜重庆大学韩俊楠获国家专利权
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龙图腾网恭喜重庆大学申请的专利一种深层土壤金属污染检测系统及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118275647B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2024-09-17发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410360524.5,技术领域涉及:G01N33/24;该发明授权一种深层土壤金属污染检测系统及方法是由韩俊楠;李正国;吴东海;黄葆文;时源设计研发完成,并于2024-03-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种深层土壤金属污染检测系统及方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种深层土壤金属污染检测系统及方法,属于土壤金属污染研究领域,检测系统包括检测平台、无人机控制系统和无人机检测装置;检测平台搭建有数据分析模块、地图模块和无线数据模块;地图模块构建检测区域的地图模型;数据分析模块用于获取无人机检测装置采集的金属污染数据;无人机控制系统控制无人机检测装置飞行。检测方法包括步骤S1‑S4。本发明用于对土层内的金属污染情况进行检测,特别是针对深部的土层金属污染,能定性、定量的分析出检测区域内金属污染的情况,检测范围大,能够进行大区域检测,检测精度高,为后期区域内的金属污染防治与规划提供有效的数据支撑。
本发明授权一种深层土壤金属污染检测系统及方法在权利要求书中公布了:1.一种采用深层土壤金属污染检测系统对深层土壤金属污染进行检测的方法,所述深层土壤金属污染检测系统包括检测平台、无人机控制系统和无人机检测装置;所述检测平台搭建有数据分析模块、地图模块和无线数据模块;所述无人机控制系统与无线数据模块通信连接,所述无人机控制系统与无人机检测装置的无线传输模块通信连接,所述无线数据模块与无线传输模块通信连接;所述地图模块构建检测区域的地图模型;所述数据分析模块用于获取无人机检测装置采集的金属污染数据,并对金属污染数据进行处理和分析;所述无人机控制系统用于控制无人机检测装置在检测区域内安全飞行;所述无人机检测装置包括无人机的机身;所述机身的侧面四周设置有L形的支撑架,所述支撑架的端部设置有驱动螺旋桨,所述支撑架的下端设置有电动伸缩杆,所述电动伸缩杆的底部设置有支撑脚;所述机身的下端设置有旋转电机,所述旋转电机的转动轴上传动连接有空心的钻杆,所述钻杆的端部设置有钻头;所述钻杆的下端依次设置有两个空心的安装盒,两个所述安装盒内分别设置有金属电磁探头和信号接收模块,所述钻杆内设置有导线,所述钻杆上设置有导电滑环,所述导线通过导电滑环与机身电连接;其特征在于,包括以下步骤:S1:确定检测区域,提取检测区域的地图模型,并获取检测区域内的地质参数;S2:在地图模型上标记出地面金属污染源,并获取地面金属污染源的坐标,依据地面金属污染源排放量和污染范围规划检测区域内无人机检测装置的检测点坐标;S3:无人机检测装置根据检测点坐标到达每个检测点,根据检测点位置的地质参数确定钻杆的下钻深度,并利用金属电磁探头和信号接收模块获取检测点周围地下土壤的金属污染数据;S4:利用金属污染数据评估该检测区域内的金属污染情况;所述步骤S2包括:S21:在检测区域的地图模型上标记出地面金属污染源,并获取地面金属污染源的坐标,地面金属污染源包括工业污染源和农业污染源;S22:根据地面金属污染源的排放量和辐射范围计算需要检测的范围,并规划金属污染的检测点坐标;针对工业污染源,包括污染气体、固体污染源和废水污染源;建立工业排出的污染气体的扩散沉降模型: ;其中,为检测区域内的风速,为污染气体扩散的衰减系数,为污染气体沉降到地面的沉降系数,为污染气体中金属污染源的比例系数,l1为污染气体沉降点与工业的距离,为金属污染源沉降到地面的浓度,Q为从工业中排出的污染气体的浓度;设置污染气体内的金属污染源对地面造成污染的浓度阈值,将浓度阈值输入扩散沉降模型中,计算对应的距离阈值;建立工业排出的固体污染源的土壤污染扩散模型: ;其中,M为固体污染源堆积的总量,C为固体污染源中金属污染源的含量,V为下雨时检测区域的地表径流量,η为地表径流量的冲刷系数,k4为地表径流的横向扩散系数,为检测区域表层土壤的横向渗流系数,k5为横向渗流系数随距离增加的衰减率,为固体污染源扩散点与固体污染源堆积点的距离,d为固体污染源堆积点距离工业的距离,为固体污染物内的金属污染源在雨水冲刷条件下扩散时随冲刷距离变化的浓度,m为地表径流量中金属污染源的含量;设置固体污染源内金属污染源对地面造成污染的浓度阈值,将浓度阈值输入土壤污染扩散模型中,计算对应的距离阈值;获取工业排出的废水污染源到废水处理站之间的距离l3;筛选出距离阈值、和距离l3之间的最大值,最大值作为工业污染源的扩散半径,以工业所在坐标为圆心、最大值为半径建立工业污染源区域;在工业污染源区域内以扇形布点法设置若干金属污染的检测点,并获取每个金属污染的检测点坐标;针对农业污染源,在检测区域内获取农业种植区域,并采集农业种植区域内每块种植田和种植地的历史种植时间年;根据历史种植时间年、对应年消耗的肥料量和农药量,计算农业种植区域的金属污染源沉积量: ;其中,u为使用肥料的种类数量,i为使用肥料的种类,N为时间年序号,I为使用农药的种类,为种植田或种植地的编号,U为时间年总量,W为农药的种类数量,为第i种肥料的重金属含量,为第i种肥料的残留系数,为第I种农药的重金属含量,为第I种农药的残留系数;根据设置的金属污染源沉积量阈值筛选需要检测的种植田或种植地;若>,则判定该种植田或种植地被金属污染程度小,不需要金属污染检测;若≤,则判定该种植田或种植地被金属污染程度大,需要金属污染检测;筛选出所有需要金属污染检测的种植田或种植地,根据其面积大小均匀设置若干金属污染的检测点,并获取每个金属污染的检测点坐标。
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