[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

说明书

本申请提出一种基于多示踪剂的地下水氮污染源定量解析方法和装置，其中，方法包括：根据氢氧同位素的大气降水线方程和氢氧同位素的空间分布识别地下水的补给来源，根据氡同位素组成的空间分布分析识别地表水入渗条件的空间分布；利用不同污染来源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测定区域的地下水硝酸盐的污染来源，利用咖啡因浓度的空间分布分析生活污水对于测定区域的地下水污染的影响；计算不同污染来源对于测定区域的地下水硝酸盐氮污染的贡献率；根据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。由此，全面考虑地表水与地下水交互过程的影响，定量解析受污染地下水补给和交互过程的动态特征。

技术领域

本申请涉及水污染防治领域，尤其涉及一种基于多示踪剂的地下水氮污染源定量解析方法及装置。

背景技术

我国目前水环境形势依然严峻，现有研究通常关注地表水系统的响应，对于地下径流的补给和贡献率缺乏关注。

然而，地下水通过入渗补给过程接纳了地表入渗的水量和污染物，并在一定水力条件下通过排泄过程构成了地表水体潜在的污染源。地下水的水量水质关系对于查清水体水量的真实组成和水体污染的真实过程有重要意义。近年来，地表污染排放特征的快速变化，影响了地表污染源特征，对地表水-地下水交互过程中污染的扩散产生了动态的影响。如何定量识别受污染地下水的来源及其与地表水的动态交互特征成为水污染防治领域亟待解决的问题。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请提出一种基于多示踪剂的地下水氮污染源定量解析方法，解决了如何定量识别受污染地下水的来源及其与地表水的动态交互特征，从而全面考虑地表水与地下水交互过程的影响，定量解析受污染地下水补给和交互过程的动态特征。

本申请提出一种基于多示踪剂的地下水氮污染源定量解析装置。

本申请一方面实施例提出了一种基于多示踪剂的地下水氮污染源定量解析方法，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；

根据氢氧同位素的大气降水线方程和氢氧同位素组成的空间分布分析测定区域的地下水与降水的关系，识别地下水的补给来源，以及根据氡同位素组成的空间分布，分析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咖啡因的浓度的空间分布，分析生活污水对于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测定区域的地下水硝酸盐氮污染的贡献率；

根据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。

本申请另一方面实施例提出了一种基于多示踪剂的地下水氮污染源定量解析装置，包括：

获取模块，用于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；

识别模块，用于根据氢氧同位素的大气降水线方程和氢氧同位素组成的空间分布分析测定区域的地下水与降水的关系，识别地下水的补给来源，以及根据氡同位素组成的空间分布，分析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；

分析模块，用于利用不同污染来源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咖啡因的浓度的空间分布，分析生活污水对于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；