1.一种工业遗址土壤与地下水污染智能监测系统,其特征在于,包括:多源异构感知融合模块,用于采集工业遗址场地的土壤监测数据和地下水监测数据,并结合工业遗址特征参数进行多源数据时空配准和特征级融合处理,生成融合特征向量;
双域迁移动力学建模模块,用于根据所述融合特征向量建立移动‑不动双域迁移模型,分别计算污染物在移动域和不动域中的浓度分布,并通过质量交换项耦合移动域和不动域之间的物质传输过程,输出移动域浓度场数据和不动域浓度场数据;
界面质量通量耦合计算模块,用于根据所述移动域浓度场数据、不动域浓度场数据以及所述土壤监测数据和地下水监测数据,生成土壤‑地下水界面通量数据;
贝叶斯反演污染溯源模块,用于根据所述土壤‑地下水界面通量数据,并结合工业遗址历史生产布局信息,生成污染源位置概率分布数据和污染源强度置信度数据;
卡尔曼滤波状态估计模块,用于将所述移动域浓度场数据作为状态向量,将所述土壤‑地下水界面通量数据作为观测向量,将所述污染源位置概率分布数据和所述污染源强度置信度数据作为控制向量输入,执行卡尔曼滤波递推计算,输出污染羽迁移状态估计向量;
其中,所述移动‑不动双域迁移模型,包括:
参数提取映射单元,用于对所述融合特征向量进行域划分和参数映射处理,从所述融合特征向量中提取土壤物理特征分量、水力特征分量和污染物初始分布分量,构建模型参数集和初始条件数据;
移动域求解单元,用于根据模型参数集中的移动域孔隙率、达西流速和水动力弥散系数,并结合所述初始条件数据,求解移动域中的对流‑弥散方程;
不动域求解单元,用于根据模型参数集中的不动域孔隙率和水动力弥散系数,并结合所述初始条件数据,求解不动域中的纯扩散方程;
双域耦合单元,用于根据模型参数集中的质量交换系数,计算移动域与不动域之间的物质交换量;
生成土壤‑地下水界面通量数据,包括:
根据所述土壤监测数据中的土壤含水率和所述地下水监测数据中的地下水位,计算土壤‑地下水界面处的垂向入渗通量和毛细上升通量,作为对流通量贡献;
根据所述移动域浓度场数据在包气带‑饱和带界面处的数值,计算土壤‑地下水界面处的垂向浓度梯度,作为弥散通量贡献;
将对流通量贡献和弥散通量贡献叠加,生成土壤‑地下水界面通量数据。
2.根据权利要求1所述的工业遗址土壤与地下水污染智能监测系统,其特征在于,所述多源异构感知融合模块包括:时空配准单元,用于对不同采样频率的所述土壤监测数据和所述地下水监测数据进行时间同步和空间插值,将所有数据统一到相同的时空网格上;
特征融合单元,用于对时空配准单元输出多源数据进行主成分分析,并结合所述工业遗址特征参数生成所述融合特征向量。
3.根据权利要求2所述的工业遗址土壤与地下水污染智能监测系统,其特征在于,构建模型参数集,包括:根据预设的经验映射函数将所述土壤物理特征分量转换为移动域孔隙率和不动域孔隙率;
将所述水力特征分量转换为达西流速和水动力弥散系数;
将所述污染物初始分布分量转换为初始浓度边界条件。
4.根据权利要求3所述的工业遗址土壤与地下水污染智能监测系统,其特征在于,所述物质交换量的计算采用一阶物质交换模型,所述物质交换量等于所述质量交换系数与所述移动域浓度场数据和所述不动域浓度场数据之差的乘积。
5.根据权利要求4所述的工业遗址土壤与地下水污染智能监测系统,其特征在于,生成污染源位置概率分布数据,包括:根据工业遗址历史生产布局信息建立工业遗址不同区域的先验概率分布;
根据工业遗址不同区域的先验概率分布,计算各候选污染源位置对应的界面通量预测值与土壤‑地下水界面通量数据的观测值之间的偏差,并基于高斯分布假设计算似然函数值;
根据贝叶斯定理综合工业遗址不同区域的先验概率分布和所述似然函数值,生成所述污染源位置概率分布数据。
6.根据权利要求5所述的工业遗址土壤与地下水污染智能监测系统,其特征在于,执行卡尔曼滤波递推计算,输出污染羽迁移状态估计向量,包括:根据状态转移矩阵和前一时刻的状态估计向量计算当前时刻的状态预测向量,并计算预测误差协方差矩阵,所述状态转移矩阵由所述双域迁移动力学建模模块的离散化方程确定;
根据预测误差协方差矩阵、观测矩阵和观测噪声协方差矩阵计算卡尔曼增益矩阵;
根据卡尔曼增益矩阵和观测残差将状态预测向量更新为污染羽迁移状态估计向量;同时,根据所述卡尔曼增益矩阵、所述观测矩阵和所述预测误差协方差矩阵计算估计误差协方差矩阵。
7.一种工业遗址土壤与地下水污染风险评估系统,其特征在于,包括:权利要求1 6任一项所述的工业遗址土壤与地下水污染智能监测系统,用于获得污染~羽迁移状态估计向量;
多时空尺度风险预警模块,用于根据所述污染羽迁移状态估计向量和所述污染源位置概率分布数据,分别在短期、中期和长期三个时间尺度上评估污染扩散风险并划定风险等级分区,输出短期风险预警结果、中期风险预警结果和长期风险预警结果。
8.根据权利要求7所述的工业遗址土壤与地下水污染风险评估系统,其特征在于,短期风险预警结果,包括:未来7天内的污染扩散风险;
中期风险预警结果,包括:未来30天内的污染扩散风险;
长期风险预警结果,包括:未来180天内的污染扩散风险;
根据风险指数划定风险等级分区,风险指数计算公式为:
;
其中, 为预测时间尺度 对应的综合风险指数; 为空间网格节点总数;
为第i个网格节点在预测时间尺度T1后浓度超过污染物浓度标准限值的概率; 为第i个网格节点的敏感受体暴露系数; 为第i个网格节点的权重系数;
所述风险指数小于0.3划定为低风险区,所述风险指数介于0.3至0.6之间划定为中风险区,所述风险指数大于0.6划定为高风险区。