本发明涉及轻非水相液体污染调查，尤其涉及一种自然衰减速率微扰动评估方法、装置、设备及存储介质。
背景技术：
1、源区自然衰减（nszd，natural source zone depletion）是轻非水相液体（lnapl，light non-aqueous phase liquids）通过挥发、溶解和生物降解的自然损失。越来越多的研究表明，nszd发生在大多数石油烃污染场地，其耗损率在每年每公顷数千至数万升之间。其中，包气带衰减的石油烃可能占自然衰减总量的90%至99%。根据在整个nszd中的关键作用，在一维概念模型中定义了三个带，包括甲烷生成带、甲烷氧化带和好氧运移带。
2、nszd从饱和区和不饱和区厌氧部分的产甲烷开始，产甲烷菌降解lnapl化合物产生甲烷（ch4）和二氧化碳（co2）。这些气体通过沸腾和扩散向地表迁移，在包气带，好氧细菌将ch4氧化为co2，并向上扩散至地表。通过测量土壤气体浓度的变化或放热降解的热特征，并应用化学计量学关系，很容易估计出nszd速率。目前，nszd速率估计方法有浓度梯度法、碳捕获法、动态封闭室法和热nszd监测法。
3、在这些方法中，浓度梯度法是最早应用于nszd估计的方法。该方法需要较大规模的破土、钻探、成井、安装探头等作业，不适用于在产企业污染源区。一般在产石化类企业的污染源区主要分布在油品大量聚集的储油罐等区域，由于这些区域具有较高浓度易燃易爆碳氢化合物，且分布着复杂的地上或地下管线，这些区域作业空间受限，安全管控极为严格，不允许大型钻机进行传统侵入式钻探。
4、基于此，需要开发设计出一种自然衰减速率微扰动评估方法。
技术实现思路
1、本发明实施方式提供了一种自然衰减速率微扰动评估方法、装置、设备及存储介质，用于解决现有的自然衰减速率评估方法对地面钻探量大的问题。
2、第一方面，本发明实施方式提供了一种自然衰减速率微扰动评估方法，包括：
3、通过多次加深点位深度的方式，获取多个第一累计浓度数据集，其中，每个第一累计浓度数据集对应一个点位深度，第一累计浓度数据集包括o2浓度、co2浓度以及多个轻非水相液体挥发物浓度；
4、根据所述多个第一累计浓度数据集构建多个气体扩散方程，其中，每个气体扩散方程对应一种气体，气体扩散方程表征气体浓度随深度变化的特性；
5、根据o2消耗量与所述多个气体扩散方程确定第一源区自然衰减速率，并根据co2产生量与所述多个气体扩散方程集确定第二源区自然衰减速率；
6、根据o2消耗速率与co2产生速率之间的关系从所述第一源区自然衰减速率以及所述第二源区自然衰减速率中选择一个速率作为自然衰减速率。
7、在一种可能实现的方式中，所述根据所述多个第一累计浓度数据集构建多个表征气体浓度随深度变化的气体扩散方程，包括：
8、对于每种轻非水相液体挥发物，分别执行如下步骤：
9、获取气体扩散基本公式，其中，所述气体扩散基本包括多个第一系数；
10、从所述多个第一累计浓度数据集中，提取多个轻非水相液体挥发物的累计浓度以及对应的点位深度；
11、将所述多个轻非水相液体挥发物的累计浓度对应的点位深度分别代入到所述气体扩散基本公式中，获得关于所述多个第一系数的第一方程组；
12、根据所述第一方程组以及所述多个轻非水相液体挥发物的累计浓度，采用最小二乘法对所述多个第一系数进行求解；
13、将所述多个第一系数的解代入到所述气体扩散基本公式中，获得气体扩散方程。
14、在一种可能实现的方式中，所述气体扩散基本公式为：
15、
16、式中，为点位深度为时轻非水相液体挥发物的累计浓度，为平衡浓度，为自然常数，为点位深度，为偏置系数，为比例系数。
17、在一种可能实现的方式中，所述采用最小二乘法对所述多个第一系数进行求解，包括：
18、获取多个第一数组，其中，每个第一数组包括有与所述多个第一系数数量相同的多个数据；
19、将所述多个第一数组分别代入到所述第一方程组中，获得多个结果数组，其中，每个结果数组对应一个第一数组，结果数组包括多个轻非水相液体挥发物的累计浓度指示值；
20、根据第一公式、所述多个结果数组以及所述多个轻非水相液体挥发物的累计浓度，确定多个数组偏差，其中，每个数组偏差对应一个第一数组，所述第一公式为：
21、
22、式中，为结果数组中的对应点位深度的轻非水相液体挥发物的累计浓度指示值，为对应点位深度的轻非水相液体挥发物的累计浓度，为最大点位深度，为数组偏差；
23、若最小的数组偏差大于偏差阈值，则从所述多个第一数组中选择数组偏差最小的三个数组作为三个目标数组，并根据第二公式调整所述多个第一数组中的其他第一数组，其中，所述第二公式为：
24、
25、式中，为调整后第一数组的第个数据，为调整前第一数组的第个数据，为第一数组第个数据的第一优化补偿值，为第一数组第个数据的第二优化补偿值，为第一数组第个数据的第三优化补偿值，为第一数组第个数据的第四优化补偿值，为三个目标数组中的最优数组，为三个目标数组中的次优数组，为三个目标数组中的第三优数组，为历次迭代中最优数组的第个数据，为第一补偿比系数，为第二补偿比系数；
26、否则，将最小数组偏差的第一数组作为所述多个第一系数的解。
27、在一种可能实现的方式中，所述根据o2消耗量与所述多个气体扩散方程确定第一源区自然衰减速率，并根据co2产生量与所述多个气体扩散方程集确定第二源区自然衰减速率，所述多个气体扩散方程包括：o2气体扩散方程、co2气体扩散方程、碳氢化合物气体扩散方程以及ch4扩散方程，包括：
28、获取参考比例系数、多个扩散系数以及多个气体对应污染物降解量转化系数，其中，每个气体分别对应一个扩散系数以及一个气体对应污染物降解量转化系数；
29、根据第三公式、参考比例系数以及所述多个气体扩散方程，确定多个参考深度，其中，所述第三公式为：
30、
31、式中，为参考深度，为参考比例系数，为平衡浓度，为偏置系数，为比例系数；
32、根据所述多个参考深度、所述多个扩散系数、所述多个气体对应污染物降解量转化系数、所述o2气体扩散方程、所述碳氢化合物气体扩散方程以及所述ch4扩散方程确定第一源区自然衰减速率；
33、根据所述多个参考深度、所述多个扩散系数、所述多个气体对应污染物降解量转化系数、所述co2气体扩散方程、所述碳氢化合物气体扩散方程以及所述ch4扩散方程确定第二源区自然衰减速率。
34、在一种可能实现的方式中，所述根据所述多个参考深度、所述多个扩散系数、所述多个气体对应污染物降解量转化系数、所述o2气体扩散方程、所述碳氢化合物气体扩散方程以及所述ch4扩散方程确定第一源区自然衰减速率，包括：
35、根据第四公式、所述多个参考深度、所述多个扩散系数、所述多个气体对应污染物降解量转化系数、所述o2气体扩散方程、所述碳氢化合物气体扩散方程以及所述ch4扩散方程确定第一源区自然衰减速率，其中，所述第四公式为：
36、
37、式中，为气体对应的碳氢化合物降解速率，为扩散系数，为气体对应污染物降解量转化系数，为碳氢化合物降解速率，为ch4对应的碳氢化合物降解速率，为o2对应的碳氢化合物降解速率，为第一源区自然衰减速率；
38、所述根据所述多个参考深度、所述多个扩散系数、所述多个气体对应污染物降解量转化系数、所述co2气体扩散方程、所述碳氢化合物气体扩散方程以及所述ch4扩散方程确定第二源区自然衰减速率，包括：
39、根据第五公式、所述多个参考深度、所述多个扩散系数、所述多个气体对应污染物降解量转化系数、所述co2气体扩散方程、所述碳氢化合物气体扩散方程以及所述ch4扩散方程确定第二源区自然衰减速率，其中，所述第五公式为：
40、
41、式中，为co2对应的碳氢化合物降解速率，为第二源区自然衰减速率。
42、在一种可能实现的方式中，所述根据o2消耗速率与co2产生速率之间的关系从所述第一源区自然衰减速率以及所述第二源区自然衰减速率中选择一个速率作为自然衰减速率，包括：
43、若co2对应的碳氢化合物降解速率低于所述o2对应的碳氢化合物降解速率，则将所述第一源区自然衰减速率作为自然衰减速率；
44、否则，将所述第二源区自然衰减速率作为自然衰减速率。
45、第二方面，本发明实施方式提供了一种自然衰减速率微扰动评估装置，用于实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的自然衰减速率微扰动评估方法，所述自然衰减速率微扰动评估装置包括：
46、数据获取模块，用于通过多次加深点位深度的方式，获取多个第一累计浓度数据集，其中，每个第一累计浓度数据集对应一个点位深度，第一累计浓度数据集包括o2浓度、co2浓度以及多个轻非水相液体挥发物浓度；
47、气体扩散方程构建模块，用于根据所述多个第一累计浓度数据集构建多个气体扩散方程，其中，每个气体扩散方程对应一种气体，气体扩散方程表征气体浓度随深度变化的特性；
48、衰减速率构建模块，用于根据o2消耗量与所述多个气体扩散方程确定第一源区自然衰减速率，并根据co2产生量与所述多个气体扩散方程集确定第二源区自然衰减速率；
49、以及，
50、衰减速率确定模块，用于根据o2消耗速率与co2产生速率之间的关系从所述第一源区自然衰减速率以及所述第二源区自然衰减速率中选择一个速率作为自然衰减速率。
51、第三方面，本发明实施方式提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
52、第四方面，本发明实施方式提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
53、本发明实施方式与现有技术相比存在的有益效果是：
54、本发明实施方式公开了的一种自然衰减速率微扰动评估方法，其首先通过多次加深点位深度的方式，获取多个第一累计浓度数据集，其中，每个第一累计浓度数据集对应一个点位深度，第一累计浓度数据集包括o2浓度、co2浓度以及多个轻非水相液体挥发物浓度；然后根据所述多个第一累计浓度数据集构建多个气体扩散方程，其中，每个气体扩散方程对应一种气体，气体扩散方程表征气体浓度随深度变化的特性；接着根据o2消耗量与所述多个气体扩散方程确定第一源区自然衰减速率，并根据co2产生量与所述多个气体扩散方程集确定第二源区自然衰减速率；最后根据o2消耗速率与co2产生速率之间的关系从所述第一源区自然衰减速率以及所述第二源区自然衰减速率中选择一个速率作为自然衰减速率，本发明实施方式基于同一点位通过不断加深点位深度，将提取气体累计浓度构建为气体扩散方程，通过气体扩散方程从o2消耗速率和co2产生量两个方面，确定源区自然衰减速率，本发明实施方式在逐步加深时，仅需要微创获得数个深度即可完成气体扩散方程的构建，对地面钻探少，施工量小；本发明实施方式基于气体扩散方程确定源区自然衰减速率，评估结果可靠、准确。
1.一种自然衰减速率微扰动评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自然衰减速率微扰动评估方法，其特征在于，所述根据所述多个第一累计浓度数据集构建多个表征气体浓度随深度变化的气体扩散方程，包括：
3.根据权利要求2所述的自然衰减速率微扰动评估方法，其特征在于，所述气体扩散基本公式为：
4.根据权利要求2所述的自然衰减速率微扰动评估方法，其特征在于，所述采用最小二乘法对所述多个第一系数进行求解，包括：
5.根据权利要求1所述的自然衰减速率微扰动评估方法，其特征在于，所述根据o2消耗量与所述多个气体扩散方程确定第一源区自然衰减速率，并根据co2产生量与所述多个气体扩散方程集确定第二源区自然衰减速率，所述多个气体扩散方程包括：o2气体扩散方程、co2气体扩散方程、碳氢化合物气体扩散方程以及ch4扩散方程，包括：
6.根据权利要求5所述的自然衰减速率微扰动评估方法，其特征在于，所述根据所述多个参考深度、所述多个扩散系数、所述多个气体对应污染物降解量转化系数、所述o2气体扩散方程、所述碳氢化合物气体扩散方程以及所述ch4扩散方程确定第一源区自然衰减速率，包括：
7.根据权利要求1-6任一项所述的自然衰减速率微扰动评估方法，其特征在于，所述根据o2消耗速率与co2产生速率之间的关系从所述第一源区自然衰减速率以及所述第二源区自然衰减速率中选择一个速率作为自然衰减速率，包括：
8.一种自然衰减速率微扰动评估装置，其特征在于，用于实现如权利要求1-7任一项所述的自然衰减速率微扰动评估方法，所述自然衰减速率微扰动评估装置包括：
9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上的权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上的权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
