[发明专利]一种喀斯特地貌下污染物溶质分布的预测方法及装置

说明书

本发明公开了一种喀斯特地貌下污染物溶质分布的预测方法及装置，该方法包括：采集预设时间段内的污染物溶质浓度与喀斯特地貌特征，基于预设时间段内的污染物溶质浓度与所述喀斯特地貌特征确定污染物通过多条运移路径抵达的时间与模型参数；基于所述预设时间段内的污染物溶质浓度、所述污染物通过多条运移路径抵达的时间与所述模型参数构建三阶段截断分数阶溶质运移模型；采集当前污染物溶质浓度，将所述当前污染物溶质浓度输入所述三阶段截断分数阶溶质运移模型中，生成污染物溶质分布。本方法通过三阶段截断分数阶溶质运移模型模拟喀斯特地貌下含水层中溶质运移过程，识别目标区域的污染物溶质分布，为地下岩溶水污染评估和修复提供数据支持。

技术领域

本发明涉及溶质运移技术领域，具体涉及一种喀斯特地貌下污染物溶质分布的预测方法及装置。

背景技术

喀斯特地貌在世界分布较为广泛，可溶性岩石占地球面积的10.2％，中国喀斯特地貌分布广泛，类型众多，喀斯特地貌在中国的分布面积达344万平方千米，占国土面积的三分之一，主要分布在西南地区，其特征是生态敏感度高，环境容量低，抗干扰能力弱，稳定性差，对污染后的岩溶水的分布情况难以掌握，进而对污染后的熔岩水极难治理。

现有的对熔岩水污染情况的研究大多针对某一段单一的地下管道，对于在复杂的岩溶地下河流域下熔岩水中污染物溶质分布的研究不足，对同一地下河系统不同水力条件下的连通情况研究更为少见。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术缺乏在复杂的岩溶地下河流域与同一地下河系统不同水力条件下的连通情况下对熔岩水中污染物溶质分布的研究的缺陷，从而提供一种喀斯特地貌下污染物溶质分布的预测方法及装置。

本发明实施例提供了一种喀斯特地貌下污染物溶质分布的预测方法，包括如下步骤：

采集预设时间段内的污染物溶质浓度与喀斯特地貌特征，基于所述预设时间段内的污染物溶质浓度与所述喀斯特地貌特征确定污染物通过多条运移路径抵达的时间与模型参数；

基于所述预设时间段内的污染物溶质浓度、所述污染物通过多条运移路径抵达的时间与所述模型参数构建三阶段截断分数阶溶质运移模型；

采集当前污染物溶质浓度，将所述当前污染物溶质浓度输入所述三阶段截断分数阶溶质运移模型中，生成污染物溶质分布。

上述一种喀斯特地貌下污染物溶质分布的预测方法，通过三阶段截断分数阶溶质运移模型描述喀斯特地貌下含水层中溶质运移过程，识别目标区域的污染物溶质分布，进而可以为地下岩溶水污染评估和修复提供数据支持。

可选地，所述基于所述预设时间段内的污染物溶质浓度与所述喀斯特地貌特征确定污染物通过多条运移路径抵达的时间与模型参数，包括：

基于所述预设时间段内的污染物溶质浓度构建溶质运移曲线图，并根据所述溶质运移曲线图中的波峰确定污染物通过多条运移路径抵达的时间；其中，所述多条运移路径包括中程通道和长程通道；

基于预设时间段内的污染物溶质浓度、所述污染物通过多条运移路径抵达的时间与所述喀斯特地貌特征确定模型参数。

上述通过溶质运移曲线图清楚明了地表征了污染物溶质浓度的运移过程，并通过溶质运移曲线图确定模型参数与污染物通过多条运移路径抵达的时间，缩小了模型参数范围，并通过预设时间段内的污染物溶质浓度与喀斯特地貌特征进行处理，进而构建三阶段截断分数阶溶质运移模型，使得三阶段截断分数阶溶质运移模型更符合喀斯特地貌特征，对岩溶水溶质运移过程更加准确。

可选地，所述基于所述波峰确定污染物通过多条运移路径抵达的时间，包括：

按照时间顺序，将所述溶质运移曲线图中的第一个波峰对应的时间作为污染物通过短程通道抵达的时间，选取所述溶质运移曲线图中其他波峰对应的时间作为污染物通过中程通道抵达的时间和污染物通过长程通道抵达的时间；其中，所述其他波峰为除第一波峰外的剩余波峰。