垃圾填埋场地下水污染物迁移趋势预测方法及系统

本发明涉及水污染监测，具体涉及垃圾填埋场地下水污染物迁移趋势预测方法及系统。

背景技术：

1、垃圾填埋场封场后，地下水污染物具有长期缓释、缓慢迁移的特征，需开展持续性环境监测以防控区域水土风险。目前填埋场地下水污染物迁移趋势研判主要依托有限监测点位开展定期人工采样与实验室检测分析，结合固定不变的静态水文地质参数，搭配简化解析模型完成污染物扩散趋势评估。

2、然而，现有传统预测技术存在明显应用短板，人工定期采样模式数据更新周期长、实时性弱，极易造成污染物迁移预测结果滞后。同时，静态水文参数无法适配场地地下水文动态变化，模型演算方式单一粗放，难以有效区分局部浓度随机波动与大范围整体迁移现象，易误判污染发展趋势，无法精准还原污染物真实扩散路径，难以提前预判下游区域潜在污染隐患。

技术实现思路

1、本发明提供了垃圾填埋场地下水污染物迁移趋势预测方法及系统，目的在于解决现有技术无法精准还原垃圾填埋场地下水污染物真实扩散路径的技术问题。

2、鉴于上述问题，本发明提供了垃圾填埋场地下水污染物迁移趋势预测方法及系统。

3、第一方面，本发明提供了垃圾填埋场地下水污染物迁移趋势预测方法，包括：

4、实时采集目标垃圾填埋场渗滤液收集池的瞬时流量，以及多个监测井的多源时序数据集；

5、对所述瞬时流量进行峰值检测，提取各流量脉冲的起始时刻与峰值幅度，并对各监测井的电导率进行滑动窗口突变检测，识别与所述流量脉冲对应的电导率响应波峰及对应的到达时刻；

6、根据同一流量脉冲的起始时刻与各监测井响应波峰的到达时刻之间的时间差，计算相邻监测井之间的实际平均流速，并结合静态渗透系数，生成渗透系数场；

7、将所述渗透系数场代入预训练的污染物迁移模型中，以当前时刻各监测井的污染物浓度作为源强边界条件，获得当前时刻污染物浓度的空间分布结果；

8、基于当前时刻的空间分布模拟结果与各监测井的水位差，计算相邻监测井间预期的浓度梯度变化范围，比对实际污染物浓度梯度的时序变化，获取当前时段的迁移判定结果；

9、根据所述迁移判定结果，当判定为整体迁移主导时段时，利用所述污染物迁移模型预测未来预设时段内污染物浓度的空间分布，并基于预测结果输出污染羽前锋到达下游敏感点的时间及对应的浓度峰值，作为污染物迁移趋势的预测输出结果。

10、第二方面，本发明提供了垃圾填埋场地下水污染物迁移趋势预测系统，包括：

11、多源数据采集模块，用于实时采集目标垃圾填埋场渗滤液收集池的瞬时流量，以及多个监测井的多源时序数据集；

12、脉冲响应检测模块，用于对所述瞬时流量进行峰值检测，提取各流量脉冲的起始时刻与峰值幅度，并对各监测井的电导率进行滑动窗口突变检测，识别与所述流量脉冲对应的电导率响应波峰及对应的到达时刻；

13、渗透系数场生成模块，用于根据同一流量脉冲的起始时刻与各监测井响应波峰的到达时刻之间的时间差，计算相邻监测井之间的实际平均流速，并结合静态渗透系数，生成渗透系数场；

14、浓度空间分布模拟模块，用于将所述渗透系数场代入预训练的污染物迁移模型中，以当前时刻各监测井的污染物浓度作为源强边界条件，获得当前时刻污染物浓度的空间分布结果；

15、迁移时段判定模块，用于基于当前时刻的空间分布模拟结果与各监测井的水位差，计算相邻监测井间预期的浓度梯度变化范围，比对实际污染物浓度梯度的时序变化，获取当前时段的迁移判定结果；

16、迁移趋势预测模块，用于根据所述迁移判定结果，当判定为整体迁移主导时段时，利用所述污染物迁移模型预测未来预设时段内污染物浓度的空间分布，并基于预测结果输出污染羽前锋到达下游敏感点的时间及对应的浓度峰值，作为污染物迁移趋势的预测输出结果。

17、本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

18、本发明提供了垃圾填埋场地下水污染物迁移趋势预测方法及系统，首先实时采集渗滤液收集池的瞬时流量及各监测井的电导率、水位、污染物浓度等多源时序数据；进而通过峰值检测与滑动窗口突变检测，识别流量脉冲及其对应的电导率响应波峰，利用传播时间差动态计算相邻监测井间的实际平均流速并生成修正后的渗透系数场；再将该渗透系数场代入预训练的污染物迁移模型中，模拟当前时刻污染物浓度空间分布；在此基础上，结合水位差与模拟浓度梯度，实时判定当前时段是否为整体迁移主导时段；仅在整体迁移主导时段下，利用污染物迁移模型预测未来污染羽前锋到达下游敏感点的时间及浓度峰值。本发明有效避免了预测滞后以及对局部波动的误判，提升了长期监测场景下污染物迁移趋势预测的及时性与准确性。

1.垃圾填埋场地下水污染物迁移趋势预测方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的垃圾填埋场地下水污染物迁移趋势预测方法，其特征在于，实时采集目标垃圾填埋场渗滤液收集池的瞬时流量，以及多个监测井的多源时序数据集，包括：

3.根据权利要求1所述的垃圾填埋场地下水污染物迁移趋势预测方法，其特征在于，对所述瞬时流量进行峰值检测，提取各流量脉冲的起始时刻与峰值幅度，并对各监测井的电导率进行滑动窗口突变检测，识别与所述流量脉冲对应的电导率响应波峰及对应的到达时刻，包括：

4.根据权利要求3所述的垃圾填埋场地下水污染物迁移趋势预测方法，其特征在于，所述第一搜索窗口与第二搜索窗口的获取步骤包括：

5.根据权利要求1所述的垃圾填埋场地下水污染物迁移趋势预测方法，其特征在于，根据同一流量脉冲的起始时刻与各监测井响应波峰的到达时刻之间的时间差，计算相邻监测井之间的实际平均流速，并结合静态渗透系数，生成渗透系数场，包括：

6.根据权利要求5所述的垃圾填埋场地下水污染物迁移趋势预测方法，其特征在于，以各监测井点位为节点，以所述修正渗透系数作为对应区段的属性值，通过空间插值扩展至整个模拟域，生成修正后的渗透系数场，包括：

7.根据权利要求1所述的垃圾填埋场地下水污染物迁移趋势预测方法，其特征在于，所述污染物迁移模型的构建步骤包括：

8.根据权利要求1所述的垃圾填埋场地下水污染物迁移趋势预测方法，其特征在于，基于当前时刻的空间分布模拟结果与各监测井的水位差，计算相邻监测井间预期的浓度梯度变化范围，比对实际污染物浓度梯度的时序变化，获取当前时段的迁移判定结果，包括：

9.根据权利要求1所述的垃圾填埋场地下水污染物迁移趋势预测方法，其特征在于，根据所述迁移判定结果，当判定为整体迁移主导时段时，利用所述污染物迁移模型预测未来预设时段内污染物浓度的空间分布，并基于预测结果输出污染羽前锋到达下游敏感点的时间及对应的浓度峰值，包括：

10.垃圾填埋场地下水污染物迁移趋势预测系统，其特征在于，用于实施权利要求1-9任一项所述的垃圾填埋场地下水污染物迁移趋势预测方法，所述系统包括：