[发明专利]一种基于水质模型的河流中重金属铅的入海通量表征方法

说明书

本发明公开了一种基于水质模型对河流中重金属铅入海通量进行的表征方法，具体包括五个步骤：S1收集调查基础数据，包括河流的水文条件、金属铅在入海河流中的存在形态以及各种形态的铅的含量，河流悬浮物属性；S2根据调查的数据，构建四种悬浮态铅与总悬浮物之间的相关性模型；S3基于对流扩散模型，构建河流水溶态铅入海浓度模拟模型；S4基于定量回归模型和水质模型，构建河流四种悬浮态铅入海浓度模拟模型；S5将五种形态的铅入海通量进行求和，表征金属铅在某时段的入海通量；为区域金属铅管理及有限的环境资源的合理配置提供科学合理的参考数据和建议，为拟定具有针对性的区域金属水污染防控方案提供了参考。

技术领域

本发明涉及水污染控制与管理技术领域，具体涉及一种基于水质模型的河流中重金属铅的入海通量表征方法。

背景技术

沿海地区是陆地和海洋的过渡带，陆源污染物入海问题是沿海地区发展关注的热点，重金属铅的入海通量是铅经过河网、河口区间的各种地球化学过程后的综合表现。河流污染物入海通量通常以年为时段进行估算，与断面瞬时通量相比，估算时段通量相对较为困难，时段的跨度越大，时段通量的波动变化规律就越复杂。

现有文献中已有对珠江、海河、鸭绿江等河流的重金属入海通量的探索，均为在人工实测流量和金属浓度后，采用插值法进行估算。用有限的瞬时实测数据(通常为每月一次或每月两次)对通量进行分析，估算出来的污染物年通量与实际值往往相差悬殊，误差主要来源于测流、水质采样、水质分析等过程以及采样频率不够、断面离散采样的代表性不强等。

由于目前还没有非常成熟的针对重金属的野外自动监测或现场快速检测的技术与设备，金属构成以及形态分布相关数据只能通过室内实验的方法获取，实验过程复杂、耗时长，很难实现每天多次的人工监测，而采用有限的人工采样测流数据估算金属的入海通量，难以全面反映其通过河流入海的时空变化特征。水质模型以数学语言描述水环境中污染物的混合、扩散、迁移、降解、转化过程，是解释和预测污染物在水中作用过程的有效工具，通过水质模型的模拟，可获取长时间尺度的、时间精度高的、大量同步的流量、污染物浓度数据，进而计算出长时间尺度的污染物入海通量，弥补通量计算中单纯人工观测估算的不足。然而，由于金属的迁移转化过程的复杂性，目前并没有得到验证并广泛应用的专门的金属迁移转化模型，如何应用数学语言描述潮汐河网区重金属入海的迁移转化过程一直是金属模拟的一大瓶颈。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种基于水质模型的表征入海河流金属铅的入海时段通量的方法，用于表征入海河流中铅的入海时段通量，从而揭示河流中铅的入海通量的特征(铅的时段通量总量、入海浓度、形态构成)。

本发明的技术方案为：一种基于水质模型的河流中重金属铅的入海通量表征方法，包括以下步骤：

S1、基础数据的收集与测定；

所述基础数据包括河流的水文条件数据、金属铅在入海河流中的存在形态以及各种形态的铅的含量、河流悬浮物属性；所述水文条件数据包括河流主要断面的流向、流速、流量；所述金属铅在入海河流中的存在形态包括水溶解态铅和悬浮态铅，所述悬浮态铅包括酸溶态铅、可还原态铅、可氧化态铅和残渣态铅；所述河流悬浮物属性包括总悬浮物的浓度和悬浮物的粒径分布；

S2、构建悬浮态铅与总悬浮物之间的相关性模型；

分析统计酸溶态铅、可还原态铅、可氧化态铅和残渣态铅浓度与总悬浮物之间的关系，建立酸溶态铅、可还原态铅、可氧化态铅和残渣态铅浓度与总悬浮物之间的定量线性回归模型，给出酸溶态铅、可还原态铅、可氧化态铅和残渣态铅浓度与总悬浮浓度之间的定量关系式。

S3、构建河流水溶态铅入海浓度模拟模型：

S4、构建河流悬浮态铅入海浓度模拟模型；

S5、河流金属铅的时段入海通量的表征。