一种污染物入河发生河段识别方法技术

本发明专利技术属于污染物控制技术领域，具体涉及一种污染物入河发生河段识别方法。该识别方法包括如下步骤：(1)采样点布设及样品数据收集；(2)根据如下公式(1)计算相邻采样点之间的差值△P n＝|(an‑an+1)/an|×100％公式(1)，(3)比较各△P大小，△P较大值对应的河段即为污染物入河发生段。本发明专利技术提供的污染物入河发生河段识别方法可以，可以在复杂的河流污染发生过程中定性判断出污染物入河发生段，操作简单，精准度高，具有可推广性。

【技术实现步骤摘要】
一种污染物入河发生河段识别方法
本专利技术属于污染物控制
，具体涉及一种污染物入河发生河段识别方法。
技术介绍
在进行污染治理时，应首先识别出别流域地表径流面源污染物输出的关键源区，然后在关键源区有针对性的采取控制措施将会节约污染物控制成本，提高污染控制效果。然而，我国大部分地区的基础资料相对欠缺，数据的可靠性较差，已有的资料分布于不同业务部门，且资料共享性差，难以收集整理面源污染物输出的全面信息。因此，如何利用仅有的少量数据资料，快速识别出流域地表径流面污染物输出关键源区、并为制定面源污染防治规划提供依据成为采取治理措施的首要问题。目前基于水环境容量的总量控制技术是我国对于水污染防治较为成熟的技术之一。该技术特点是以流域为研究空间尺度下，通过模拟不同来源污染物的输出、迁移转化等过程，估算各来源污染物输出或进入水体的负荷，经比较得出各来源的相对贡献。实际应用中结合断面水质达标等考核方法，进而完成流域尺度下的污染排放方案的制定。由于其采用数字概化建模、污染负荷估算等方式开展，在污染防治精准性、不确定性以及成效性方面存在较大欠缺。基于目前水污染防治技术，结合流域污染搬迁实际物理过程，陆域污染物通常进入临近水体，在河流传送下向下游搬迁沉积。这一过程中，如何精准地确定陆域污染物具体在河流哪一段进入水体，是污染防治精准化开展的关键点之一，同时也是我国水污染防治技术精准化提升的重要环节。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述问题，本申请的专利技术目的在于提供一种操作简单、精准识别的污染物入河发生河段识别方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种污染物入河发生河段识别方法，其包括如下步骤：(1)采样点布设及样品数据收集在目标河段的起始点、终点以及起始点和终点之间布设采样点，从起始点到终点，采样点分别命名为1至n，在各采样点取水样，检测各水样的稳定同位素丰度值；(2)根据如下公式(1)计算相邻采样点之间的差值的绝对值△Pn＝|(an-an+1)/an|×100％公式(1)，其中△P为采样点n至n+1河段处的污染物输入概率；an采样点n处水样的稳定同位素丰度值。所述采样点是根据河流流向，如以河流的上游起始点测得同位素丰度值为a1，则其下游相邻采样点水样的稳定同位素丰度值为a2；(3)比较各△P大小，△P较大值对应的河段即为污染物入河发生段。优选地，步骤(1)中，若经过考察，发现河段存在断流，则以断流处河流断面作为新的起始点，对断面上下游分别按步骤(1)至(3)找出污染物入河发生河段，然后结合实地考察，确认污染物入河发生河段。优选地，对步骤(3)所找出的污染物入河发生段中的有效污染源进行判断的方法，其包括1)若经过考察，发现所述污染物入河发生段内仅有一个污染源P，则进行如下操作：在污水排放口处取样，测定同位素值，记为P，该污染物入河发生段的上下游端点Pn和Pn+1处同位素值分别记为Pn和Pn+1，若Pn+1的大小位于Pn和P之间，则污染源P为有效污染源，否则，污染源P则不是有效污染源；当判定P不是有效污染源时，则需要对该区域进一步排查，确定导致河流同位素变化的可能原因，比如是否存在陆地进入污染源、河流地下暗涌等原因；2)若经过考察，发现所述污染物入河发生段内存在多个污染源，则进行如下操作：假设在污染物入河发生段Pn和Pn+1之间存在污染源A1、A2、A3…An，分别在各污染源之间分别布设采样点，依次记为A1-1、A2-1、A3-1…An-1-1，首先判断污染源A1-1的同位素值是否位于Pn与A1处的同位素值之间，若污染源A1-1的同位素值位于Pn与A1处的同位素值之间，则A1为有效污染源，否则，A1不是有效污染源；同理，对污染源A2、A3…An采用相同的方法进行判定。本专利技术中，采样点布设时相邻采样点的距离可依据整个项目的精度要求等距离布设，也可根据实地考察情况非等距离布设。比如对于经过实地考察判断明显不存在污染源的地段，可增大相邻两采样点间的距离；若经过实地考察判断某地段存在多个污染因素，则减小该地段内相邻两采样点间的距离。优选地，若目标河段符合以下条件：a.水流方向恒定；b.目标河段地势变化平稳、无交叉口、无断流；则步骤(1)采样点布设时采样点等距离布设，且相邻两采样点之间的距离满足：L＝TV，且1h＜T≤4h；其中，L为相邻两点采样点之间的距离，单位为km；V为河流流速，单位为km/h；T为流动时间，单位为h。优选地，步骤(1)中在各采样点取河水样品时，需满足以下条件：所有采样点同步采样；每个采样点采样次数不低于10次，优选为10-50次，每个采样点采样所需总时长不超过一天且保证所有样品采集过程中气象状况无大幅变化。检测每个采样点的所有水样的稳定同位素丰度值，求出中位数即为该采样点水样的检测数据。优选地，所述河段起始点和终点之间含有河流交叉口，步骤(1)的操作为：在目标河段的起始点、终点、交叉口以及起始点与交叉口、交叉口与终点之间布设采样点，在各采样点取水样，检测各水样的稳定同位素丰度值。优选地，所述稳定同位素为碳、氮、硫、氢或氧。本专利技术中，采样点的设置可根据项目精度的需要，依据河流的具体情况(如河流的长度、是否有断流、是否存在陆地水进入等)进行设置，如河段较长时，可先在河段的起始点、终点，以及起始点和终点之间的中间布设采样点，根据△P大小，大概判断出污染物入河发生段，然后再在找出的污染物入河发生段进一步布设采样点，比较△P后更精确地确定污染物发生河段。当河段较短时，且河段内无断流、陆地水进入等情况，可在河段的起始点、终点，以及起始点和终点之间全程等距离布设采样点，比较各采样点的同位素丰度值差值后找出污染物入河发生河段。本专利技术的原理在于，稳定同位素(如碳氮同位素)因其不发生或极不易发生放射性衰变，在自然界中一种元素的同位素组成相对恒定。在假设不受外源因素干扰的河流中，同位素将在河流中按照水流方向迁移且不发生变化。当外界影响因子(如污染物)介入后，检测到的同位素丰度值将相应地发生改变。通过比较各采样点之间的变化值大小，即可判断出污染物的引入河段。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术提供了一种污染物入河发生河段识别方法，该方法仅根据稳定同位素质量恒定的性质，结合河流流向及污染物放生的基本物理过程，将污染物引入与同位素丰度值变化量相关联，定性判断出污染物入河发生段。(2)本专利技术提供的方法在实际运用时，无需复杂的推导运算，即可判断出污染物大致所在区间，然后根据实际考察结果，可进一步锁定污染源，操作简单，精准度高，具有可推广性。附图说明图1为实施例1中沿河段布设采样点示意图；图2为实施例1中污染物入河发生段中只有一个污染源的分布示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。如无特别说明，本专利技术中，以下实施例所有采样点同时取样，每个采样点采样次数为20次，每个采样点采样所需总时长不超过一天且保证所有样品采集过程中气象状况无大幅变化；检测每个采样点的所有水样的稳定同位素丰度值，求出中位数即为该采样点水样的检测数据。本专利技术各实施例中同位素丰度值检测方法包括如下步骤：1样品测定及计算方法1.1样品预处理收集水样2L，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污染物入河发生河段识别方法，其包括如下步骤：(1)采样点布设及样品数据收集在目标河段的起始点、终点以及起始点和终点之间布设采样点，从起始点到终点，采样点分别命名为1至n，在各采样点取水样，检测各水样的稳定同位素丰度值；(2)根据如下公式(1)计算相邻采样点之间的差值△P n＝|(an‑an+1)/an|×100％    公式(1)，其中△P为采样点n至n+1河段处的污染物输入概率；an为采样点n处水样的稳定同位素丰度值。(3)比较各△P大小，△P较大值对应的河段即为污染物入河发生段。

【技术特征摘要】
1.一种污染物入河发生河段识别方法，其包括如下步骤：(1)采样点布设及样品数据收集在目标河段的起始点、终点以及起始点和终点之间布设采样点，从起始点到终点，采样点分别命名为1至n，在各采样点取水样，检测各水样的稳定同位素丰度值；(2)根据如下公式(1)计算相邻采样点之间的差值△Pn＝|(an-an+1)/an|×100％公式(1)，其中△P为采样点n至n+1河段处的污染物输入概率；an为采样点n处水样的稳定同位素丰度值。(3)比较各△P大小，△P较大值对应的河段即为污染物入河发生段。2.根据权利要求1所述的方法，所述河段起始点和终点之间含有河流交叉口，步骤(1)的操作为：在目标河段的起始点、终点、交叉口以及起始点与交叉口、交叉口与终点之间布设采样点，在各采样点取河水样品，检测各水样的稳定同位素丰度值。3.根据权利要求1所述的方法，若目标河段符合以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛勇，牛远，余辉，姜霞，王坤，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11