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专利号: 2020110943638
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于多元统计与同位素的混合区地下水氮污染源识别方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1:开展混合用地区不同时节地下水采样监测,分析稳定同位素和水化学指标时间、空间分布规律;

借助相关显著性统计分析和ArcGIS叠置分析初探污染源类型、土地利用、降雨径流、水+ ‑ +

文地质条件、水化学指标对各采样点地下水NH4和NO3浓度的影响,初步确定地下水NH4 和‑

NO3空间、时间变异性特征及影响因素;

步骤2:对各采样点空间位置与水质指标进行关联度分析;在此基础上,采用多元统计因子分析FA或主成分分析PCA,识别地下水水质主控因子;并运用绝对主成分‑多元线性回归APCA‑MLR或正定矩阵因子法PMF模型估算各污染源对采样点各水质指标的贡献率;

步骤3:测定不同污染源氮、氧稳定同位素特征值,绘制同位素特征图,定性分析地下水+ ‑

各采样点处NH4和NO3污染来源;根据稳定同位素分馏原理,结合水化学指标和环境因素判别氨挥发、硝化、反硝化氮素迁移转化过程;综合多元统计污染源解析结果与同位素污染源+ ‑

解析结果,优化、调整,提高地下水NH4和NO3污染源辨识的准确性和可信度;

步骤4:构建蒙特卡罗‑马尔科夫链随机采样的先验分布,基于贝叶斯理论建立稳定同+ ‑

位素混合模型,求解农区各潜在氮素污染源对地下水采样点NH4和NO3的最终贡献率,揭示‑ +

不同空间、时间上地下水NO3 和NH4污染来源组成比率及其差异;基于氮素迁移转化过程的稳定同位素分馏机制,推求稳定同位素富集、亏缺系数,并将其嵌套在稳定同位素混合模型中,量化农区氮素迁移转化规律;

步骤5:建立混合用地区地下水扩散模型,即地下水正问题,检验污染识别结果;通过改+ ‑

变污染源输入信息预测地下水NH4 和NO3变化趋势,地下水扩散模型由流场模型MODFLOW与溶质运移模型MT3DMS构建,通过率定模型参数优化边界条件,校正地下水扩散模型,使其合理反映实际观测数据。

2.根据权利要求1所述的基于多元统计与同位素的混合区地下水氮污染源识别方法,+ + ‑ ‑ ‑ ‑ + ‑ ‑其特征在于,所述水化学指标包括K 、Na、Cl 、NO3/Cl 、NO3/Na 、Cl/Br;所述稳定同位素

15 + 15 ‑ 18 ‑包括δ N‑NH4、δ N‑NO3、δ O‑NO3。

3.根据权利要求1所述的基于多元统计与同位素的混合区地下水氮污染源识别方法,其特征在于,所述水文地质条件包括地下水埋深、流速、补径排条件、含水层渗透性、氧化还原条件。

4.根据权利要求1所述的基于多元统计与同位素的混合区地下水氮污染源识别方法,其特征在于,所述扩散模型模型参数包括渗透系数、给水度、分配系数、反硝化系数。