[发明专利]地下水污染源位置识别方法及装置、电子设备、存储介质有效
申请号: | 202210985381.8 | 申请日: | 2022-08-17 |
公开(公告)号: | CN115541834B | 公开(公告)日: | 2023-07-21 |
发明(设计)人: | 赵航;张佳;陈鸿汉;刘菲;代云容 | 申请(专利权)人: | 中国地质大学(北京);生态环境部环境规划院 |
主分类号: | G01N33/18 | 分类号: | G01N33/18;G01N1/14 |
代理公司: | 北京三聚阳光知识产权代理有限公司 11250 | 代理人: | 刘贺秋 |
地址: | 100083*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 地下水 污染源 位置 识别 方法 装置 电子设备 存储 介质 | ||
1.地下水污染源位置识别方法,其特征在于,包括:
通过以第一预设频率采集第一抽水井的水样得到多个第一水样,通过以第二预设频率采集第二抽水井的水样得到多个第二水样;所述第一抽水井和所述第二抽水井位于待确定污染源位置的区域内;
通过检测所述多个第一水样的污染物浓度,生成第一污染物浓度时间序列;通过检测所述多个第二水样的污染物浓度,生成第二污染物浓度时间序列;
基于所述第一污染物浓度时间序列确定第一污染物运移时间,基于所述第二污染物浓度时间序列确定第二污染物运移时间;所述第一污染物运移时间表示污染物从污染源位置运移至第一抽水井位置所用的时间,所述第二污染物运移时间表示污染物从污染源位置运移至第二抽水井位置所用的时间;
其中,所述基于第一污染物浓度时间序列确定第一污染物运移时间,基于第二污染物浓度时间序列确定第二污染物运移时间,包括:
从用于表征第一污染物浓度时间序列的第一浓度时间函数中读取第一污染物运移时间,从用于表征第二污染物浓度时间序列的第二浓度时间函数中读取第二污染物运移时间;
具体地,第一浓度时间函数为根据公式(1)对第一污染物浓度时间序列进行拟合得到的函数,第二浓度时间函数为根据公式(1)对第二污染物浓度时间序列进行拟合得到的函数,公式(1)具体如下:
其中,C1、C2为抽水前、后抽水井中污染物浓度(M/L3),ta为对应浓度时间函数的浓度时间曲线的曲线中点,代表通过浓度时间曲线获得的污染物运移时间,dt为时间常数,利用公式(1)拟合后可以得到C1、C2和ta;
根据第一污染物运移时间、污染物移动速率及所述第一抽水井位置,确定第一区域;根据第二污染物运移时间、污染物移动速率及所述第二抽水井位置,确定第二区域;其中,所述第一区域表示待确定污染源位置的一个区域范围,所述第二区域表示待确定污染源位置的另一个区域范围;
其中,根据所述第一污染物运移时间和所述污染物移动速率确定第一距离,根据所述第一抽水井位置和所述第一距离确定第一区域;根据所述第二污染物运移时间和所述污染物移动速率确定第二距离,根据所述第二抽水井位置和所述第二距离确定第二区域;
具体地,根据达西定律流量等于过水断面面积乘以流速,得到流速和污染物从污染源位置运移至抽水井位置的距离的关系,利用微积分得到污染物从污染源位置运移至抽水井位置的距离和污染物运移时间的关系,即公式(2),公式如下:
其中,l为污染源至抽水井的距离,q0为抽水速率(L3/T),h0为含水层厚度,ne为有效孔隙度,将公式(1)得到的污染物运移时间代入公式(2)得到从污染源位置运移至抽水井位置的距离,根据污染源位置运移至抽水井位置的距离和抽水井的位置确定污染源位置的一个区域范围,利用公式(2)可以得到从污染源位置运移至第一抽水井位置的距离;
其中,第一距离表示污染源位置至第一抽水井位置的距离,第二距离表示污染源位置至第二抽水井位置的距离;第一区域的边界上的至少一个位置到第一抽水井位置的距离为第一距离,第二区域的边界上的至少一个位置到第二抽水井位置的距离为第二距离;
根据所述第一区域与所述第二区域的重合区域确定污染源位置。
2.根据权利要求1所述的地下水污染源位置识别方法,其特征在于,还包括:
通过以第三预设频率采集多个观测井的水样得到各观测井的多个第三水样;其中,所述多个观测井包围所述第一抽水井和所述第二抽水井;
通过检测所述各观测井的多个第三水样的污染物浓度,生成各观测井的第三污染物浓度时间序列;
根据所述重合区域和所述各观测井的第三污染物浓度时间序列,确定污染源位置。
3.根据权利要求2所述的地下水污染源位置识别方法,其特征在于,所述通过以第一预设频率采集第一抽水井的水样得到多个第一水样之前,还包括:
获取水文地质特征和地下水污染特征;
根据所述水文地质特征和地下水污染特征确定采集参数,所述采集参数包括所述第一抽水井位置、所述第二抽水井位置、所述多个观测井位置、所述第一预设频率、所述第二预设频率及所述第三预设频率中的至少一种。
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