本发明涉及地下水污染溯源技术领域，更具体的说是涉及一种面向地下水环境的污染识别与分析方法。
背景技术：
地下水污染物溯源是通过有限的观测数据，查明污染源的位置及污染物迁移转化的历史，是地下水污染治理的首要步骤。它主要包括三个方面：追溯污染物释放历史、确定污染源位置及排放时间、判断污染物在释放初期的分布。地下水污染物溯源的研究有助于制定和选择高效、经济的污染治理策略与方法，有助于判别不同污染源或污染肇事者的责任大小，也有助于确定污染治理成本在不同污染肇事者间的分配比例。现有的地下水污染物溯源实现起来比较复杂，准确率不高，效率也不高。
为提高城市典型石油烃污染场地地下水污染物溯源工作成效，本发明以某石化炼油场地为对象，在结合水文地质条件调查和地下水污染源与污染途径分析的基础上，提出一种面向地下水环境的污染识别与分析方法，为地下水污染物溯源工作提供便利。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种面向地下水环境的污染识别与分析方法，本发明基于目前发明人在某石化基地多年的地下水监测工作，旨在更快、更准确的掌握场地地下水环境质量状况和地下水体中污染物的动态变化，提高场地地下水污染物溯源工作的效率和准确率。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种面向地下水环境的污染识别与分析方法，包括以下步骤：
步骤1：基于场地地下水日常巡检、维护和水质监测工作，将该工作中发现污染物的监测井和场地内装置进行比对，找出与发现的污染物具有相同特征的装置；
步骤2：将步骤1中找出的与发现的污染物具有相同特征的装置按发现污染物的监测井所在的场地地下水流场的上游和下游进行区分，排除发现污染物的监测井下游与发现的污染物具有相同特征的装置；
步骤3：计算出发现污染物的监测井的上游与发现的污染物具有相同特征的装置泄露后污染物到达发现污染物的监测井的时间段t；
步骤4：查询发现污染物的监测井的上游与发现的污染物具有相同特征的装置在时间段t之前是否存在相关操作，如果不存在，则排除该装置为渗露装置；反之，则认为该装置为疑似渗漏装置。
更进一步的技术方案是，在步骤2中，将步骤1中找出的与发现的污染物具有相同特征的装置按发现污染物的监测井所在的场地地下水流场的上游和下游进行区分的具体步骤为：
步骤2.1：读取场地内全部监测井的水位，利用插值法形成场地内等水位线；
步骤2.2：读取出发现污染物的监测井的水位示数h；
步骤2.3：读取出装置中水位示数比h大的水位示数，计为h1；
步骤2.4：读取出装置中水位示数比h小的水位示数，计为h2；
则水位示数为h1的装置为发现污染物的监测井的上游，水位示数为h2的装置为发现污染物的监测井的下游。
更进一步的技术方案是，在步骤3中，时间段t的具体计算步骤如下：
步骤3.1：根据公式(1)计算发现污染物的监测井的上游与发现的污染物具有相同特征的装置泄露后污染物到达发现污染物的监测井的渗透途径l；
l＝h/i(1)；
步骤3.2：根据公式(2)计算发现污染物的监测井的上游与发现的污染物具有相同特征的装置泄露后污染物到达发现污染物的监测井的渗透流速v；
v＝ki(2)；
步骤3.3：根据公式(3)计算发现污染物的监测井的上游与发现的污染物具有相同特征的装置泄露后污染物到达发现污染物的监测井的时间段t；
t＝l/v(3)；
式中：
h——水头损失；
i——水力梯度；
k——渗透系数；
t——污染物从装置到发现污染物的监测井所需的时间。
更进一步的技术方案是，在步骤4中，所述相关操作包括无组织排放、设备检维修或地管使用。
更进一步的技术方案是，当步骤3中发现污染物的监测井的上游与发现的污染物具有相同特征的装置具有多个时，查询多个装置发生的历史环境事件，判断曾经是否有相同污染物的类似污染发生，若有，将历史发生泄漏的装置标记为重点排查对象。
更进一步的技术方案是，计算出发现污染物的监测井到距离该监测井最近的一个下游监测井的距离s,根据公式(4)计算出污染物到达下游监测井的时间t：
t＝s/v(4)；
公式中，s-发现污染物的监测井到距离该监测井最近的一个下游监测井的距离；
v-渗透流速；
将t和对应两个监测井的采样间隔时间t采进行比对，若t<＝t采，则污染物在人工未发现的时候，已经到达了下游监测井，故需要对下游监测井进行应急处置。
更进一步的技术方案是，所述应急处置为启动应急抽水。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
本发明基于场地地下水污染物溯源工作，结合资深工程师多年经验，提取出溯源模型，有助于辅助决策者在极短时间内提取历史和现有的各类综合数据，快速判断渗漏的污染源并进行风险预估，及时制定和选择高效、经济的污染治理策略和方法，提升污染防控治理的效率。
附图说明
图1是本发明的“特征污染物一一比对”示意图；
图2是本发明的“排除下游装置”示意图；
图3是本发明的“标记重点排查理论”示意图；
图4是本发明的“计算装置内污染物到达监测井的时间t”示意图；
图5是本发明的“计算发现监测内污染物到达下游监测井的时间t”示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1:
如图1所示，一种面向地下水环境的污染识别与分析方法，包括以下步骤：
步骤1：基于场地地下水日常巡检、维护和水质监测工作，将该工作中发现污染物的监测井和场地内装置进行比对，找出与发现的污染物具有相同特征的装置；
步骤2：将步骤1中找出的与发现的污染物具有相同特征的装置按发现污染物的监测井所在的场地地下水流场的上游和下游进行区分，排除发现污染物的监测井下游与发现的污染物具有相同特征的装置；
步骤3：计算出发现污染物的监测井的上游与发现的污染物具有相同特征的装置泄露后污染物到达发现污染物的监测井的时间段t；
步骤4：查询发现污染物的监测井的上游与发现的污染物具有相同特征的装置在时间段t之前是否存在相关操作，如果不存在，则排除该装置为渗露装置；反之，则认为该装置为疑似渗漏装置。
更进一步的技术方案是，在步骤2中，将步骤1中找出的与发现的污染物具有相同特征的装置按发现污染物的监测井所在的场地地下水流场的上游和下游进行区分的具体步骤为：
步骤2.1：读取场地内全部监测井的水位，利用插值法形成场地内等水位线；
步骤2.2：读取出发现污染物的监测井的水位示数h；
步骤2.3：读取出装置中水位示数比h大的水位示数，计为h1；
步骤2.4：读取出装置中水位示数比h小的水位示数，计为h2；
则水位示数为h1的装置为发现污染物的监测井的上游，水位示数为h2的装置为发现污染物的监测井的下游。
更进一步的技术方案是，在步骤3中，时间段t的具体计算步骤如下：
步骤3.1：根据公式(1)计算发现污染物的监测井的上游与发现的污染物具有相同特征的装置泄露后污染物到达发现污染物的监测井的渗透途径l；
l＝h/i(1)；
步骤3.2：根据公式(2)计算发现污染物的监测井的上游与发现的污染物具有相同特征的装置泄露后污染物到达发现污染物的监测井的渗透流速v；
v＝ki(2)；
步骤3.3：根据公式(3)计算发现污染物的监测井的上游与发现的污染物具有相同特征的装置泄露后污染物到达发现污染物的监测井的时间段t；
t＝l/v(3)；
式中：
h——水头损失(两点之间水头差)；
i——水力梯度；
k——渗透系数；
t——污染物从装置到发现污染物的监测井所需的时间。
更进一步的技术方案是，在步骤4中，所述相关操作包括无组织排放、设备检维修或地管使用。
更进一步的技术方案是，当步骤3中发现污染物的监测井的上游与发现的污染物具有相同特征的装置具有多个时，查询多个装置发生的历史环境事件，判断曾经是否有相同污染物的类似污染发生，若有，将历史发生泄漏的装置标记为重点排查对象。
更进一步的技术方案是，计算出发现污染物的监测井到距离该监测井最近的一个下游监测井的距离s,根据公式(4)计算出污染物到达下游监测井的时间t：
t＝s/v(4)；
公式中，s-发现污染物的监测井到距离该监测井最近的一个下游监测井的距离；
v-渗透流速；
将t和对应两个监测井的采样间隔时间t采进行比对，若t<＝t采，则污染物在人工未发现的时候，已经到达了下游监测井，故需要对下游监测井进行应急处置。
更进一步的技术方案是，所述应急处置为启动应急抽水泵进行抽水。
如图1所示，场地内共有装置8个，其中与发现的污染物具有相同特征的装置为4个；
如图2所示，将步骤1中找出的4个与发现的污染物具有相同特征的装置按发现污染物的监测井所在的场地地下水流场的上游和下游进行区分，排除发现污染物的监测井下游与发现的污染物具有相同特征的1个装置；还剩下上游的三个与发现的污染物具有相同特征的装置；
如图3所示，发现污染物的监测井的上游与发现的污染物具有相同特征的3个装置时，查询3个装置发生的历史环境事件，发现装置1有相同污染物的类似污染发生，将装置1标记为重点排查对象。
如图4所示，根据公式(1)、公式(2)、公式(3)分别计算出3个装置对应的时间段t1、t2和t3的值，见表1：
表1
算出装置1的时间间隔t1约为2.95天，装置2的时间间隔t2约为3.39天，装置3的时间间隔t3约为2.21天，然后分别3个装置在各自的时间段t之前是否存在相关操作，如果不存在，则排除该装置为渗露装置；反之，则认为该装置为疑似渗漏装置。经查询得知，装置1在3天前进行过设备检维修，而装置2和装置3在各自的时间段t之前没有进行过相关操作，则可认定装置1为本次污染物的疑似渗漏装置。
如图5所示，根据公式(1)、公式(2)、公式(4)算出污染物从发现污染物的监测井到距离该监测井最近的一个下游监测井的时间t：见表2：
表2
算出污染物从发现污染物的监测井到距离该监测井最近的一个下游监测井的时间约为2.55天，而两个监测井的采样间隔时间t采目前是1天，则t>t采，则污染物在2.55天后达到该监测井，故需要对下游监测井提前准备好应急处理措施。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种面向地下水环境的污染识别与分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：基于场地地下水日常巡检、维护和水质监测工作，将该工作中发现污染物的监测井和场地内装置进行比对，找出与发现的污染物具有相同特征的装置；
步骤2：将步骤1中找出的与发现的污染物具有相同特征的装置按发现污染物的监测井所在的场地地下水流场的上游和下游进行区分，排除发现污染物的监测井下游与发现的污染物具有相同特征的装置；
步骤3：计算出发现污染物的监测井的上游与发现的污染物具有相同特征的装置泄露后污染物到达发现污染物的监测井的时间段t；
步骤4：查询发现污染物的监测井的上游与发现的污染物具有相同特征的装置在时间段t之前是否存在相关操作，如果不存在，则排除该装置为渗露装置；反之，则认为该装置为疑似渗漏装置。
2.根据权利要求1所述的一种面向地下水环境的污染识别与分析方法，其特征在于，在步骤2中，将步骤1中找出的与发现的污染物具有相同特征的装置按发现污染物的监测井所在的场地地下水流场的上游和下游进行区分的具体步骤为：
步骤2.1：读取场地内全部监测井的水位，利用插值法形成场地内等水位线；
步骤2.2：读取出发现污染物的监测井的水位示数h；
步骤2.3：读取出装置中水位示数比h大的水位示数，计为h1；
步骤2.4：读取出装置中水位示数比h小的水位示数，计为h2；
则水位示数为h1的装置为发现污染物的监测井的上游，水位示数为h2的装置为发现污染物的监测井的下游。
3.根据权利要求1所述的一种面向地下水环境的污染识别与分析方法，其特征在于，在步骤3中，时间段t的具体计算步骤如下：
步骤3.1：根据公式(1)计算发现污染物的监测井的上游与发现的污染物具有相同特征的装置泄露后污染物到达发现污染物的监测井的渗透途径l；
l＝h/i(1)；
步骤3.2：根据公式(2)计算发现污染物的监测井的上游与发现的污染物具有相同特征的装置泄露后污染物到达发现污染物的监测井的渗透流速v；
v=ki(2)；
步骤3.3：根据公式(3)计算发现污染物的监测井的上游与发现的污染物具有相同特征的装置泄露后污染物到达发现污染物的监测井的时间段t；
t＝l/v(3)；
式中：
h——水头损失；
i——水力梯度；
k——渗透系数；
t——污染物从装置到发现污染物的监测井所需的时间。
4.根据权利要求1所述的一种面向地下水环境的污染识别与分析方法，其特征在于，在步骤4中，所述相关操作包括无组织排放、设备检维修或地管使用。
5.根据权利要求1所述的一种面向地下水环境的污染识别与分析方法，其特征在于，当步骤3中发现污染物的监测井的上游与发现的污染物具有相同特征的装置具有多个时，查询多个装置发生的历史环境事件，判断曾经是否有相同污染物的类似污染发生，若有，将历史发生泄漏的装置标记为重点排查对象。
6.根据权利要求2所述的一种面向地下水环境的污染识别与分析方法，其特征在于，计算出发现污染物的监测井到距离该监测井最近的一个下游监测井的距离s,根据公式(4)计算出污染物到达下游监测井的时间t：
t＝s/v(4)；
公式中，s-发现污染物的监测井到距离该监测井最近的一个下游监测井的距离；
v-渗透流速；
将t和对应两个监测井的采样间隔时间t采进行比对，若t<＝t采，则污染物在人工未发现的时候，已经到达了下游监测井，故需要对下游监测井进行应急处置。
7.根据权利要求6所述的一种面向地下水环境的污染识别与分析方法，其特征在于，所述应急处置为启动应急抽水泵进行抽水。
技术总结