一种用于地下水污染的监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于地下水污染的监测系统及方法，包括水样覆射模块、水质组份检测模块、数据传递模块、边界预判模块和污染指数定性模块，所述水样覆射模块用于获取监测井中不同分层的水质样品和选取地下水受污染的范围，所述水质组份检测模块用于检测水质样品中的成分，获取检测数据，所述数据传递模块用于确定检测数据，本发明专利技术通过设有的水样覆射模块能够对提前预判的污染区域进行检测，通过随机对地下水区域为圆心进行范围界定，在与可能性污染区域中，对两个范围圆形取交集，并且在交集中对不同的监测井内部的数据进行统计，能够减少实际监测涉及的范围，同时能够在一定程度上增加监测的准确率。上增加监测的准确率。上增加监测的准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于地下水污染的监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及地下水监测领域，特别涉及一种用于地下水污染的监测系统及方法。

技术介绍

[0002]城市化对地下水系统有着重要的影响,它改变了原有的下垫面条件，进而改变了地下水循环系统，并且城市中产生的工业废水、生活污水、景观绿地废水以及其他不可控制的废水有可能渗入含水层,进而污染地下水，严重制约城市的发展。目前，城市土地利用对地下水污染的影响，已经成为城市土地利用规划以及城市水资源管理和保护的关键性问题。在监测过程中，根据水样实测数据情况，选取pH、硫酸盐、氯化物、铁、锰、硝酸盐(以N计)、亚硝酸盐(以N计)、氨氮、氟化物、总硬度(CaCO3)、总溶解性固体共11项指标作为反映水质状况的代表性因子，可以认定这些指标能够真实、客观地反映水污染状况。现有在对水污染进行检测的过程中，由于地下水的检测范围程度较广，不同地下水区域所受到的影响因子程度会出现明显不同，在对特定区域进行水质监测时，由于水中溶质会产生流动，不同水层的因子影响效果也会出现明显不同，若对水质进行特定取样很容易使监测结果数据出现单一性以及随机性为此，我们提出一种用于地下水污染的监测系统及方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于提供一种用于地下水污染的监测系统及方法，可以有效解决
技术介绍
中的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0005]一种用于地下水污染的监测系统，包括水样覆射模块、水质组份检测模块、数据传递模块、边界预判模块和污染指数定性模块，所述水样覆射模块用于获取监测井中不同分层的水质样品和选取地下水受污染的范围，所述水质组份检测模块用于检测水质样品中的成分，获取检测数据，所述数据传递模块用于确定检测数据，所述边界预判模块用于界定地下水后续污染漫延范围方向，所述污染指数定性模块确定水质样品的污染程度，所述水样覆射模块包括监测井、监测传感器和直流泵，所述监测井的内部安装有用于对监测传感器的高度进行调节的调节机构，所述直流泵用于泵取水质样品，所述监测传感器用于采集水样基本数据，所述水样覆射模块与边界预判模块相互配合，能够根据现有边界以及水质组分预测后续时间段待检测因子漫延边界。
[0006]本专利技术的进一步改进在于，所述地下水受污染的范围的选取方法为：首先选取地下水已污染的区域，然后在选取的污染区域中选取最大圆，记为O1，在已污染的区域随机抽取监测井，以该监测井为中心做若干射线，且以监测井为圆心做同心圆O2至O
n
，使O
n
与受污染的范围存在不相交区域，记圆O2至O
n
与射线之间的交点为P1至P
n
，选取交点P1至P
n
中在圆O1内部的点，再将这些点分别记为D1至D
n
，分别选取距离D1至D
n
最近的监测井，记录各监测井的检测数据，然后根据检测数据得出各监测井的待检测因子的数量，再计算对应监测井的待检测因子的数量对待检测因子漫延边界的影响程度权重，所述权重的计算公式为：
其中Y
j
为单个检测井中单个因子数量，为所有选取的监测井的该单个因子的总量。
[0007]本专利技术的进一步改进在于，所述水质样品的分层种类为表层水体、中下层水体和底层水体，且水质样品的分层种类标准为：当地下水水深大于5m时，表层水体为水面下0.5m水深处，中下层水体为1/2斜温层，底层水体为水底上0.5m水深处位置；当地下水水深不足5m时，不进行分层，所述水质样品的取样标准为：当水深不足5m时，以0.5m间隔为取样点等距采样；当地下水水深大于5m时，对于表层水体：以0.5m间隔为取样点等距采样；对于中下层水体：以0.75m间隔为取样点等距采样；对于底层水体：以1m间隔为取样点等距采样。
[0008]本专利技术的进一步改进在于，所述待检测因子包括但不限于CODcr、BOD5、氨氮、TN、TP、高锰酸钾指数和LAS，其中CODcr的检测步骤为：在不同的采集水样中增加过量的重铬酸钾溶液和硫酸，加热并用硫酸银作催化剂促使氧化反应完善，过剩的重铬酸钾以亚铁灵为指示剂，用硫酸亚铁标准液回滴然后将重铬酸钾消耗量折算为以每升水耗氧的毫克数表示。
[0009]本专利技术的进一步改进在于，所述数据传递模块通过VPN并且以文本方式进行数据传递。
[0010]本专利技术的进一步改进在于，所述边界预判模块通过建立三维非稳定的流溶质运移的可混溶对流弥散数学模型对后续污染蔓延范围方向进行界定，所述的可混溶对流
‑
弥散数学模型为：
[0011][0012]式中：n为含水层有效孔隙度；C
k
为待检测因子的溶解度；t为时间；x，y为待检测因子坐标；D为水动力弥散系数张量；u为地下水实际流速；q
s
为外源溶液的单位体积流速；为外源溶液中k组分的浓度；为已知浓度；Ω为计算区域；Γ为浓度边界。
[0013]本专利技术的进一步改进在于，所述水质样品的污染程度的判定公式为：
[0014]Fi＝Ci/Sij，i＝1，2，3...n；
[0015]j＝1，2，3...m；
[0016][0017]在本式中，Ci为第i类待检测因子的实测浓度；Sij为第i类待检测因子的j类标准浓度；F
max
为Fi的最大值，为Fi的平均值，P为初步污染指数。
[0018]本专利技术的进一步改进在于，在计算出初步污染指数P后，对所涉及的所有监测井的单个待检测因子的P值进行求和，获得单个待检测因子的总量值，再计算出其余待检测因子的总量值，通过比较获得最大值，即判定该待检测因子为污染程度最大影响因素。
[0019]本专利技术的进一步改进在于，所述标准浓度通过不同地下水区域历史检测水质报告获取。
[0020]与现有技术相比，本专利技术通过设有的水样覆射模块能够对提前预判的污染区域进行检测，通过随机对地下水区域为圆心进行范围界定，在与可能性污染区域中，对两个范围圆形取交集，并且在交集中对不同的监测井内部的数据进行统计，能够减少实际监测涉及的范围，同时能够在一定程度上增加监测的准确率。
[0021]与现有技术相比，本专利技术通过对不同水层进行水样获取能够对更加全面的获取水质结果，同时能够根据不同水质的监测结果进行针对性处理，通过设有的检测传感器能够对水样中的PH值、水温等基础数据进行检测，通过设有的直流泵以及调节机构相互配合能够对不同水层中的数据进行取样。
[0022]与现有技术相比，本专利技术通过设有的污染指数判定模块能够对检测出的因子数据进行处理，判定不同的因子指数所造成的污染指数，并且对取样的多个监测井以及监测水层进行数据计算，能够针对性的对该区域以及不同水层进行治理，通过设有的边界预判模块与水样覆射模块以及水质组分检测模块相互配合，利用获取的现有边界以及水质指数情况，能够对后续检测因子漫延做出预测。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于地下水污染的监测系统，包括水样覆射模块、水质组份检测模块、数据传递模块、边界预判模块和污染指数定性模块，其特征在于：所述水样覆射模块用于获取监测井中不同分层的水质样品和选取地下水受污染的范围，所述水质组份检测模块用于检测水质样品中的成分，获取检测数据，所述数据传递模块用于确定检测数据，所述边界预判模块用于界定地下水后续污染漫延范围方向，所述污染指数定性模块确定水质样品的污染程度，所述水样覆射模块包括监测井、监测传感器和直流泵，所述监测井的内部安装有用于对监测传感器的高度进行调节的调节机构，所述直流泵用于泵取水质样品，所述监测传感器用于采集水样基本数据，所述水样覆射模块与边界预判模块相互配合，能够根据现有边界以及水质组分预测后续时间段待检测因子漫延边界。2.根据权利要求1所述的一种用于地下水污染的监测系统，其特征在于：所述地下水受污染的范围的选取方法为：首先选取地下水已污染的区域，然后在选取的污染区域中选取最大圆，记为O1，在已污染的区域随机抽取监测井，以该监测井为中心做若干射线，且以监测井为圆心做同心圆O2至O
n
，使O
n
与受污染的范围存在不相交区域，记圆O2至O
n
与射线之间的交点为P1至P
n
，选取交点P1至P
n
中在圆O1内部的点，再将这些点分别记为D1至D
n
，分别选取距离D1至D
n
最近的监测井，记录各监测井的检测数据，然后根据检测数据得出各监测井的待检测因子的数量，再计算对应监测井的待检测因子的数量对待检测因子漫延边界的影响程度权重，所述权重的计算公式为：其中Y
j
为单个检测井中单个因子数量，为所有选取的监测井的该单个因子的总量。3.根据权利要求1所述的一种用于地下水污染的监测系统及方法，其特征在于：所述水质样品的分层种类为表层水体、中下层水体和底层水体，且水质样品的分层种类标准为：当地下水水深大于5m时，表层水体为水面下0.5m水深处，中下层水体为1/2斜温层，底层水体为水底上0.5m水深处位置；当地下水水深不足5m时，不进行分层，所述水质样品的取样标准为：当水深不足5m时，以0....

【专利技术属性】
技术研发人员：陆子明，
申请(专利权)人：淮北煜沣环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：