[发明专利]一种小流域河湖污染物反向精准溯源方法及系统

说明书

本发明公开了一种小流域河湖污染物反向精准溯源方法，包括以下步骤：S1.划分控制单元；S2.根据调查计算得到污染源负荷和水量，利用污染物分布特征算法，得到每个控制单元作用下污染物的浓度场；S3.以出境考核断面水质为基础，计算得到各排污口的响应系数场、各控制单元的污染分担率及正常状态下的水环境容量；S4.以出境考核断面目标水质作为基础，通过步骤S3求得的响应系数场和污染分担率计算出各控制单元的水环境容量；S5.基于控制单元，对正常状态条件和目标水质条件下的水环境容量进行对比，识别水体污染物的来源。本发明通过将断面水文过程与水质相结合，避免基于单纯水质变化的环境诊断的不足。

技术领域

本发明涉及河流污染源控制技术领域，具体涉及一种小流域河湖污染物反向精准溯源系统。

背景技术

近年来，由于城市化进程加快，密集的人类活动如农业活动中化肥的使用、工业废水及生活污水的排放等，导致水体污染日益严重。控制和消除河流污染源是防止污染的根本措施。因此，了解水环境污染物来源是切实有效地控制河流污染，保障环境安全和农业可持续发展的重要前提，而用于判定污染物来源的反向溯源方法也就越来越受到研究者的关注。

针对水环境安全的日益重要，通过对水环境污染源的监管以及水环境污染源头的追溯，可以有效防范污染物的扩散、查找到污染源，进而保证水环境的安全。识别流域河流污染物及其来源的因果对应关系，以提出减少和控制流域河流污染物输入的途径和措施，对水环境质量改善和污染治理的实际指导具有重要意义。

国内外关于大气污染源解析的研究很多，而关于水环境污染反向溯源的研究较少，针对水环境不同类型污染物反向溯源的研究更是少有报道。目前溯源技术主要包括同位素示踪法、水纹识别法、紫外光谱分析法等。尽管这类方法具有较高的稳定性和精确度，但由于这类方法多是在污染事件发生后对污染源上下游附近的企业污废水进行现场取样和仪器分析，工作量大、耗时较长、很难及时进行污染源排查，进而导致不能及时、有效控制及治理污染事故。在水环境问题诊断中，仅以水质指标浓度进行分析不足以评估流域上、下游水体所承受污染负荷的大小及其来源的时空变化情况，难以科学、精确地进行水环境问题识别。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种考核断面-控制断面-排污口-陆域控制单元的小流域河湖污染物反向精准溯源系统，通过将断面水文过程与水质相结合，避免基于单纯水质变化的环境诊断的不足。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种小流域河湖污染物反向精准溯源方法，包括以下步骤：

S1.划分控制单元；所述控制单元是将汇水区内不同水功能区的水域向陆域延伸并细化划分而成的若干个控制单元；

S2.根据调查计算得到污染源负荷和水量，利用污染物分布特征算法，得到每个控制单元作用下污染物的浓度场；

S3.以出境考核断面水质为基础，计算得到各排污口的响应系数场、各控制单元的污染分担率及正常状态下的水环境容量；

S4.以出境考核断面目标水质作为基础，通过步骤S3求得的响应系数场和污染分担率计算出各控制单元的水环境容量；

S5.基于控制单元，对正常状态条件和目标水质条件下的水环境容量进行对比，识别水体污染物的来源，实现污染物反向精准溯源。

进一步的，所述步骤S1中，所述控制单元的划分方法为：

K1：综合考虑流域汇水区划分、行政区划、土地利用规划、水体治理措施等空间布局规划，结合自身水系分布、地形地势特点，重要支流入河口等关键控制节点，形成ArcGIS空间基础数据库；

K2：根据DEM数据对流域汇水区进行划分；