一种基于示踪技术检测河川径流水龄的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于示踪技术检测河川径流水龄的方法，属于水利检测技术领域。本发明专利技术通过在河川径流中布设示踪剂监测装置，并在河川径流源头处投放示踪剂，利用示踪技术计算河川径流的水龄，进而揭示河川径流水龄的时空分布特征；根据本方法得出的河川径流水龄的准确性高，简单易操作。简单易操作。简单易操作。

【技术实现步骤摘要】
一种基于示踪技术检测河川径流水龄的方法
[0001]

[0002]本专利技术涉及一种基于示踪技术检测河川径流水龄的方法，属于水利检测

[0003]
技术介绍

[0004]水体微团在空间某点的水龄（water age）定义为该水体微团自进入控制体以来到流经该点所需要的时间。水龄可以较好地反映水体交换的时空异质性，可以作为量化湖泊、河口、海洋污染物传输的时间尺度，也可以用来估算水体的更新周期及自净能力、推理边缘海的水平环流、计算污染物在泻湖与河口系统运输时间等。因此，水龄被广泛用于表征水体交换能力的指标。
[0005]现场观测（同位素观测反演水龄）、理论分析（多为解析方法）、数值模拟是水龄研究的三种主要手段。目前现场观测方法虽然是研究水龄的有效手段之一，但不能充分考虑扩散过程的影响。为理解实际情况下，水体水龄的分布机制奠定了坚实的理论基础。但是，现实中的水体动力过程往往是非线性的，地形、水域边界也是不规则的。因此，这些通过理论分析得到的结果与实际情况尚有一定差距。
[0006]利用数值模拟（如环境流体动力学模型，EFDC模型）计算水体水龄，已经被应用于河流、水库、湖泊、感潮河段和海湾等领域。但是，数值模拟技术模拟水体水龄的时空分布特征有其局限性。第一，模型的构建需要大量的基础数据，包括水文、气象、地形、地貌、水质等；第二，模型的不确定性，包括模型输入的不确定性、模型参数的不确定性、模型结构的不确定性和自然或认为不可预见的不确定性。
[0007]
技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种基于示踪技术检测河川径流水龄的方法，通过在河流断面布设示踪剂监测装置，并在河川径流的源头投放示踪剂，利用示踪技术计算河川径流的水龄，其推算结果误差小，且便于操作。
[0009]本专利技术针对现有技术存在的不足，提供了一种检测河川径流水龄的方法，具体技术方案如下：一种基于示踪技术检测河川径流水龄的方法，包括以下步骤：步骤一、在河流断面布设示踪剂监测装置；步骤二、在河川径流的源头处投放示踪剂；步骤三、根据示踪剂投放的时间与示踪剂监测装置检测到示踪剂的时间，计算出布设示踪剂监测装置的位置的河川径流水龄。
[0010]优选的是，本专利技术的示踪剂监测装置布设的河流断面即河道横断面，其布设密度
根据实际需求而定。其中河流断面包含河流汇入口、河口等。
[0011]优选的是，本专利技术在河川径流的源头处投放示踪剂的时间，记为t0，第i个示踪剂监测装置（河流断面）检测到示踪剂的时间，记为t
i
，i = 1，2，3，
……
，n。
[0012]优选的是，本专利技术第i个示踪剂监测装置处河川径流水龄的具体计算方法为：T
i = t
i
–ꢀ
t0其中，T
i
为第i个示踪剂监测装置处河川径流的水龄。
[0013]本专利技术的有益效果：现有数值模拟技术是计算水体水龄的主要手段之一，但是模型模拟有其不确定性；相对于现有数值模拟方法具有的局限性来说：本专利技术通过在河川径流中布设示踪剂监测装置，并在河川径流源头投放示踪剂，利用示踪技术计算河川径流的水龄，其计算方法简单，结果误差小，且便于操作。
[0014]附图说明
[0015]图1为本专利技术一种基于示踪技术检测河川径流水龄的方法河川径流平面图。
[0016]图2为本专利技术一种基于示踪技术检测河川径流水龄的方法河流横断面剖面图。
[0017]其中，1：河川径流；2：河流断面；3：示踪剂监测装置；4：源头；5：河口；6：河流汇入口。
[0018]具体实施方式
[0019]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0020]实施例1一种基于示踪技术检测河川径流水龄的方法包括以下步骤：步骤一、在河川径流中布设示踪剂监测装置；步骤二、在河川径流源头处投放示踪剂；步骤三、根据示踪剂投放的时间与示踪剂监测装置检测到示踪剂的时间，计算出布设示踪剂监测装置的位置的河川径流水龄。
[0021]实施例2如图1、图2所示，在河川径流1中布设示踪剂监测装置3；在河川径流源头4处投放示踪剂；根据示踪剂投放的时间与示踪剂监测装置检测到示踪剂的时间，计算出布设示踪剂监测装置的位置的河川径流水龄。
[0022]本专利技术示踪剂监测装置2布设的河流断面即河道横断面，河流断面包含河口5、河流汇入口6等。示踪剂监测装置2的布设密度根据实际需求而定。
[0023]实施例3在实施例1中，在河川径流源头处投放示踪剂的时间，记为t0，第i个示踪剂监测装置检测到示踪剂的时间，记为t
i
，i = 1，2，3，
……
，n。
[0024]实施例4通过实施例3中得到的t0与t
i
，i = 1，2，3，
……
，n，第i个示踪剂监测装置处河川径流水龄的具体计算方法为：T
i = t
i
–ꢀ
t0其中，T
i
为第i个示踪剂监测装置处河川径流水龄。
[0025]在上述实施例中，本专利技术采用示踪技术，定量计算了河川径流的水龄，探讨了河川径流水龄的时空分布特征，并为研究河川径流的更新周期、速率及自净能力提供有力的科学依据。
[0026]以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于示踪技术检测河川径流水龄的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、在河川径流中布设示踪剂监测装置；步骤二、在河川径流源头处投放示踪剂；步骤三、根据示踪剂投放的时间与示踪剂监测装置检测到示踪剂的时间，计算出布设示踪剂监测装置的位置的河川径流水龄。2.根据权利要求1所述的一种基于示踪技术检测河川径流水龄的方法，其特征在于：所述示踪剂监测装置布设在河流断面即河道横断面，其布设密度根据实际需求而定。3.根据权利要求1所述的一种基于示踪技术检测河川径流水龄的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：董国强，章启兵，阮宏威，梅海鹏，胡永胜，周超，胡勇，孔令健，
申请(专利权)人：安徽省水利部淮河水利委员会水利科学研究院安徽省水利工程质量检测中心站，
类型：发明
国别省市：