[发明专利]基于区域地下水流场方向的水质类别评价方法

说明书

本发明提供一种基于区域地下水流场方向的水质类别评价方法，包括：确定需要进行水质类别评价的研究区域；进行格网化；对数据集M(n₂)进行处理，使符合正态分布；计算每一个未知采样点的水质监测参数估计值；对研究区域进行单指标水质类别评价和多指标水质类别综合评价。在插值计算未知采样点的水质监测参数时，不仅考虑已知采样点对未知采样点的距离影响因素，还同时考虑了地下水流场方向对地下水溶质运移的影响，使用增加了各向异性角度θ参数的半变异函数模型反映地下水溶质在空间上的变化情况，从而可更精确的反映地下水溶质在空间上的分布规律，为地下水资源评价和开发利用提供方法和依据。

技术领域

本发明属于水质类别评价技术领域，具体涉及一种基于区域地下水流场方向的水质类别评价方法。

背景技术

地下水水质评价是地下水资源评价的重要组成部分，将地下水水质评价结果直接清晰地反映在地图上能较好的表现区域地下水水质类别的分布规律。

地下水水质评价的基础是：需要获得研究区范围内每个格网点的水质监测参数；由于成本的限制以及测量工作实施困难大等因素，目前主要采用的方法为：假设研究区范围内有若干个采样点，首先测量到研究区范围内部分采样点的水质参数测量值；然后，采有插值方法获得其他采样点的水质参数估计值。其中，在采用插值方法获得采样点的水质参数估计值时，现有技术中只考虑距离对被估计的采样点的影响，例如，假设需要进行水质参数估计的采样点为采样点K1，需要参与插值计算的已知水质参数测量值的采样点为采样点K2、采样点K3等。因此，在插值计算采样点K1的水质参数估计值时，采样点K2的水质参数测量值对采样点K1的水质参数估计值的影响仅与采样点K2和采样点K1之间的距离相关。此种插值方法具有以下问题：采样点的水质参数估计值的精度较低，从而降低了最终的水质类别评价结果的准确性。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于区域地下水流场方向的水质类别评价方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种基于区域地下水流场方向的水质类别评价方法，包括以下步骤：

步骤1，确定需要进行水质类别评价的研究区域，对所述研究区域进行格网化处理，形成r×d＝n₁个网格；其中，r为网格的行数；d为网格的列数；n₁为网格的总数量；确定待研究的至少一种水质监测参数；对于每种水质监测参数，均执行步骤2-步骤6；

步骤2，对于格网化的研究区域，确定n₂个已知采样点以及n₃个未知采样点；其中，n₂+n₃＝n₁；所述已知采样点是指已测量到对应的水质监测参数实测值的采样点；所述未知采样点是指水质监测参数值待求解计算的采样点；所述已知采样点和所述未知采样点均具有位置坐标；

步骤3，n₂个已知采样点的水质监测参数实测值组成数据集M(n₂)；判断数据集M(n₂)是否符合正态分布，如果不符合，则执行步骤4；如果符合，则执行步骤5；

步骤4，对数据集M(n₂)进行数据变换，使其符合正态分布，然后执行步骤5；

步骤5，对于每一个未知采样点x₀，均采用以下方法得到其水质监测参数估计值Z(x₀)：

步骤5.1，所述研究区域的实际地下水流场方向为θ₀；实际地下水流场方向θ₀的垂直方向为θ₁；

步骤5.2，对于方向θ_i，i为0或1，构建得到θ_i参数的半变异函数模型：