[发明专利]基于多示踪剂的地下水氮污染源定量解析方法及装置

权利要求书

1.一种基于多示踪剂的地下水氮污染源定量解析方法，其特征在于，包括：

获取测定区域地下水的氢氧同位素、氡同位素、硝酸盐氮氧同位素、咖啡因以及滨水带沉积物温度信息；

根据所述氢氧同位素的大气降水线方程和所述氢氧同位素组成的空间分布分析所述测定区域的地下水与降水的关系，识别所述地下水的补给来源，以及根据所述氡同位素组成的空间分布，分析所述测定区域的地下水受水文地质过程的影响，识别地表水入渗条件的空间分布差异；

利用不同污染来源所述硝酸盐氮氧同位素组成的特征区间和混合端元图解法，识别所述测定区域的地下水硝酸盐的污染来源，以及利用化学示踪剂所述咖啡因的浓度的空间分布，分析生活污水对于所述测定区域的地下水污染的影响，表征生活污染源影响的空间差异性；

根据所述硝酸盐氮氧同位素建立贝叶斯混合模型，计算不同污染来源对于所述测定区域的地下水硝酸盐氮污染的贡献率；

根据所述滨水带沉积物温度信息建立热传导对流模型，计算滨水带沉积物剖面渗流量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地表水入渗条件的空间分布为：

δD＝8×δ¹⁸O+10；

其中，δD、δ¹⁸O分别为²H、¹⁸O相对于V-SMOW标准的千分差。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

利用所述测定区域的地下水中多种类示踪剂的组成和地表水与地下水交互区域中温度信息的差异，得到不同补给来源和不同污染来源对区域地下水氮污染的贡献值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述硝酸盐氮氧同位素建立贝叶斯混合模型，计算不同污染来源对于所述测定区域的地下水硝酸盐氮污染的贡献率，包括：

其中，X_ij为第i个水样中第j种同位素的测定值，i＝1，2，3，…，N，j＝1，2，3，…，J；p_k为第k种污染源的贡献率，k＝1，2，3，…，K，q_jk为同位素j在第k种污染源种的测定值；s_jk为第k种污染源中第j种同位素的测定值；c_jk为第j种同位素在第k种污染源上的同位素分馏系数。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，通过如下公式计算所述同位素分馏系数：

其中，δ_R为经过反硝化后t时刻剩余硝酸盐中氮氧同位素比值，δ_R0为原始硝酸盐中氮氧同位素比值；ε为分馏系数；c为t时刻剩余浓度；c₀为原始浓度。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述滨水带沉积物温度信息建立热传导对流模型，计算滨水带沉积物剖面渗流量，包括：

其中，T(z)为深度z处沉积物的温度；Ke为饱和沉积物的有效热扩散系数；z为深度；q是渗流通量；Cw为水的体积热容；C为饱和沉积物的体积热容。