2024“华数杯”A题-放射性废水扩散建模解析

此题涉及到放射性废水从日本排放到海洋中的扩散问题，以及对环境和人类健康的潜在影响。

问题重述

1.?预测污染范围和程度：

-?使用数学模型描述放射性废水在海水中的扩散速率和方向，考虑水流、环境条件等因素。

-?预测在截至2023年8月27日12:00 AM时，已经释放的1,095吨废水的基础上，如果之后不再有放射性废水排放，预测2023年9月27日时日本海域的放射性废水污染范围和程度。

2.?三次排放后的扩散路径：

-?建立数学模型研究在日本政府三次排放后，如果未来不再排放放射性废水，考虑海洋循环、水动力学、海床地形、水深变化、潮汐和季节性波动等因素，估计需要多长时间才会污染中国领海。

3.?对中国渔业经济的长期影响：

-?根据表格1中的调查结果，分析放射性废水排放事件对中国未来渔业经济的长期影响。

4.?全球海洋污染情况：

-?在日本排放放射性废水30年后，判断全球海域是否都会受到污染，以及哪个地方将是最污染的。给出完全受到污染的年份。

5. UN环境计划的建议信：

-?撰写一封不超过一页的建议信，概述研究的主要结果和提出对UN环境计划的建议。

问题1：预测污染范围和程度

1.1?基本假设：

-?海洋是均匀的介质。

-?废水在排放点瞬时释放，并在海水中以某种速率扩散。

?1.2?一维扩散方程：

1.3?初始和边界条件：