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专利号: 2016100355370
申请人: 中国地质大学(武汉)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种流域尺度地下水向地表水氮输运阻断优先控制区划分方法,其特征在于包括以下步骤:

步骤1、根据地下水与地表水的相互作用关系,初步确定研究区内的优先控制区识别靶区:根据流域地下水源、汇区分布和地下水、地表水水位以及水文地质条件,确定可能存在地下水向地表水排泄的区域,所述区域即优先控制区识别靶区;

步骤2、在优先控制区识别靶区内,对地下水氮污染等级进行划分,形成地下水氮污染等级分区图,以反映地下水氮污染程度;

步骤3、在优先控制区识别靶区内,进行地下水氮污染特殊脆弱性等级划分,得到地下水氮污染特殊脆弱性等级分区图,以反映地下水遭受氮污染的风险;

步骤4、基于GIS技术,将地下水污染等级分区图与地下水氮污染特殊脆弱性等级分区图进行图层叠加,对两图层叠加所形成的各多边形小区域,根据防控时间与防控方法上的不同,按照地下水氮污染程度越严重、地下水遭受氮污染的风险越高,则越优先治理的原则,在确定的优先控制区识别靶区内,进一步划分地下水向地表水氮输运阻断的优先控制区等级,得到地下水向地表水氮输运阻断的优先控制区等级分区图。

2.根据权利要求1所述的流域尺度地下水向地表水氮输运阻断优先控制区划分方法,其特征在于:步骤1中,所述根据流域地下水源、汇区分布和地下水、地表水水位以及水文地质条件,确定可能存在地下水向地表水排泄的区域,具体包括以下过程:比较各区域地下水、地表水水位以及水文地质条件,圈画地下水水位高于地表水水位所在区域,根据水文地质条件,确定区域源、汇区分布;从圈画区域中除去流域尺度上的源区区域,剩余区域即为可能存在地下水向地表水排泄的区域。

3.根据权利要求2所述的流域尺度地下水向地表水氮输运阻断优先控制区划分方法,其特征在于:所述比较各区域地下水、地表水水位,选取枯水期、平水期、丰水期三水文期水位分别进行对比。

4.根据权利要求1所述的流域尺度地下水向地表水氮输运阻断优先控制区划分方法,其特征在于:步骤2中,所述在优先控制区识别靶区内,对地下水氮污染等级进行划分,形成地下水氮污染等级分区图,具体包括以下过程:选取氮污染物:硝酸盐、亚硝酸盐和氨氮中的一种或一种以上作为指标;根据地下水水质调查分析资料或水质监测资料获取氮污染物含量,根据《GB/T 14848-93地下水质量标准》,对各项氮污染指标分别进行评价,形成各项氮污染物的污染等级分区图;对于优先控制区识别靶区内的各个区域,取各项氮污染物污染等级的最高值为该区域最终的氮污染等级,形成地下水氮污染等级分区图。

5.根据权利要求1所述的流域尺度地下水向地表水氮输运阻断优先控制区划分方法,其特征在于:步骤3中,所述在优先控制区识别靶区内,进行地下水氮污染特殊脆弱性等级划分,得到地下水氮污染特殊脆弱性等级分区图,具体包括以下步骤:(3-1)根据钻孔、经验值或野外抽水试验结果获取地下水氮污染特殊脆弱性评价指标和参数;

(3-2)基于层次分析法,对两两指标的重要性进行比较,以确定各指标权重值:

(3-3)检验指标权重值合理性:基于层次分析法根据指标权重值构造评价指标权重判断矩阵,计算评价指标权重判断矩阵的一致性比率CR,若该矩阵的一致性比率CR<0.1,则指标权重分配合理;否则若CR≥0.1,则改变指标权重值,调整判断矩阵,直至取得满意的一致性比率;

(3-4)分别获取各脆弱性评价指标独立评价结果;

(3-5)根据所述权重值和各评价指标独立评价结果获取地下氮污染特殊脆弱性指数,按特殊脆弱性指数,将研究区特殊脆弱性等级由低到高进行分级。

6.根据权利要求5所述的流域尺度地下水向地表水氮输运阻断优先控制区划分方法,其特征在于:步骤3中,所述地下水氮污染特殊脆弱性指标包括固有脆弱性指标和特殊脆弱性指标,其中固有脆弱性指标包括地下水埋深、净补给量、含水层介质、土壤类型、地形坡度、包气带介质和水力传导系数中的一种或一种以上,特殊脆弱性指标包括土地利用类型、地下水开采量、河网密度中的一种或一种以上。

7.根据权利要求1所述的流域尺度地下水向地表水氮输运阻断优先控制区划分方法,其特征在于:步骤4划分地下水向地表水氮输运阻断的优先控制区等级之后,根据以下方法中的一种或一种以上对划分结果进行验证:(a)根据皮尔森相关系数进行验证;(b)根据示踪实验进行验证;(c)通过分析典型区实际情况对结果进行验证。

8.根据权利要求7所述的流域尺度地下水向地表水氮输运阻断优先控制区划分方法,其特征在于:所述根据皮尔森相关系数进行验证,具体为计算各单点氮污染物浓度与和对应的地下水氮污染特殊脆弱性指数的皮尔森相关系数ρ,根据所述相关系数确定评价的合理性。

9.根据权利要求7所述的流域尺度地下水向地表水氮输运阻断优先控制区划分方法,其特征在于:所述根据示踪实验进行验证包括以下过程:在待验证水力联系的两处地方中的一处投放示踪剂,另一处接收所述示踪剂;根据接收的示踪剂获取显示首次到达时间的示踪曲线,根据所述示踪曲线的对称性确定评价的合理性。

10.根据权利要求7所述的流域尺度地下水向地表水氮输运阻断优先控制区划分方法,其特征在于:所述通过分析典型区实际情况对结果进行验证包括以下过程:了解典型区实际情况;对比该区地下水-地表水氮污染阻断优先控制区划分结果;根据二者间匹配度,论证其合理性。