一种基于电阻率CT成像的垃圾填埋场污染物扩散监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于环境地球物理检测领域，提供一种基于电阻率CT成像的垃圾填埋场污染物扩散监测装置，该监测装置利用井间电阻率CT成像方法，在不同的两口钻孔中进行电阻率CT成像，利用组合环形监测网对垃圾填埋场进行污染物的监测，激发、接收容易，施工成本低，监测范围广，工作效率高，同时有效提高了可分辨污染物范围的精度。

A Pollutant Diffusion Monitoring Device for Landfill Based on Resistivity CT Imaging

【技术实现步骤摘要】
一种基于电阻率CT成像的垃圾填埋场污染物扩散监测装置
本技术属于环境地球物理检测领域，具体涉及一种基于电阻率CT成像的垃圾填埋场污染物扩散监测装置。
技术介绍
垃圾填埋场传统的环境监测依赖于精确完善的化学分析技术，如AAS、ICP_MS等，但不足之处在于成本高、耗时多、工作量大。非正规垃圾填埋场一般为一个具体“锅”型的低洼地带，底部岩性不均，如含有第三系砂岩、石炭系灰岩、二叠系硅质岩等(如附图2)。垃圾填埋场围体（围岩或土体）的原始电阻率（未有渗漏的情况下）大小主要取决于围体中的岩性、颗粒大小、含水量、孔隙比、类型和孔隙特征等等，因这些物理量基本是固定，即可预测出来，所以，原始电阻率可以作为垃圾填埋场的背景值。但如果垃圾填埋场所含的电解质溶液和有机质含量浸入围体（围体有裂隙、破碎，非密封情况下），将使围体电阻率值急剧下降，因而，电阻率的测量可以判断污染通道和污染程度。已知污染通道，通道周边土壤污染异常程度取决于渗滤液离子浓度的大小。离子浓度愈大，地下水的导电性愈强，电阻率就愈低，所以通过电阻率的不同可以对污染土和非污染土加以区分。另外在酸性渗滤液溶液的侵蚀下，土壤中的矿物结晶，增加固体溶解物含量和土壤孔隙度，之后由于地下水的升降作用，大量的固体物和可溶性颗粒进入水中，在潜水面附近形成一个透镜状或层状异常体，随离子浓度、盐类、固体溶解物的增加，对电磁波反射增强，为电磁探测提供了物理基础。由于垃圾污染物范围与电阻率的大小有关，当电阻率减少时，相对的污染范围增大，而应用电阻率CT成像可以有效直观观测到垃圾场污染物扩散范围在电阻率上的响应，因此在垃圾填埋场应用电阻率CT装置具有广阔的应用前景。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足，提供一种基于电阻率CT成像的垃圾填埋场污染物扩散监测装置，该监测装置利用井间电阻率CT的工作原理，在不同的两口钻孔中进行电阻率CT成像，激发、接收容易，施工成本低，监测范围广，工作效率高，同时有效提高了可分辨污染物范围的精度。为了实现以上目的，本技术提供的一种基于电阻率CT成像的垃圾填埋场污染物扩散监测装置，包括井间电阻率监测系统和外部测控系统；在垃圾场四周布设多个钻孔，两个钻孔组成一套井间电阻率监测系统，所述井间电阻率监测系统是在一口钻孔中布置等间距排列的供电电极，而在另一口钻孔中布置等间距排列的测量电极，对供电电极依次供电，观测测量电极的电位，将观测电位换算成视电阻率，不同钻孔两两组合组成不同的监测系统，最终形成由多个监测系统构成的监测网；所述外部测控系统为分布式测控系统。在上述技术方案中，所述外部测控系统包括分布式继电器测控装置、电阻率测量装置，所述分布式继电器测控装置通过电缆与一口钻孔中布置的测量电极相连，分布式继电器测控装置与电阻率测量装置相连，所述电阻率测量装置通过通讯网络与监控计算机相连，监控计算机用于将采集的电阻率信号转换为垃圾填埋场污染物扩散范围并进行数据处理分析。在上述技术方案中，所述井间电阻率观测系统的两口钻孔中的电极材料均为铜电极，并且供电电极与测量电极可以调换。在上述技术方案中，所述“在垃圾场四周布设多个钻孔”是根据垃圾填埋场的平面面积大小由内到外等比例布设同心圆形分布的多个钻孔，在垃圾填埋场周边布设的钻孔均打入地层一定厚度，垃圾填埋场上方布设的钻孔则穿过填埋场污染物以及渗滤液后打入地层一定厚度。在上述技术方案中，本技术装置根据垃圾填埋场的平面面积大小由内到外等比例布设同心圆形分布的多个钻孔，在各个钻孔内放入电极，根据井间电阻率CT的工作原理，在不同的两口钻孔中进行电阻率CT成像，单独两个钻孔组成一套井间电阻率监测系统，通过变换不同的钻孔组成不同的监测系统，最终形成由多个监测系统构成的环形监测网。本技术装置采取井间电阻率CT成像方法原理，利用组合环形监测网对垃圾填埋场进行污染物的监测，该方法的环形设计可以更为高效的控制成本，在相同的钻孔数目的情况下相比其他布置方法拥有更大的监测面积。本技术基于其技术方案所具有的有益效果在于：1、本技术采用井间电阻率CT成像方法，该方法相对于其他方法，拥有激发、接收容易，施工成本低、对钻孔无破坏作用等优点。2、本技术针对垃圾填埋场采用组合环形监测的方法，相较于其他方法，拥有成本低廉，监测范围广，工作效率高等优点。3、本技术组合环形监测网中的电极均匀等间距排列在钻孔中，该排列方法提高了可分辨污染物范围的精度。4、本技术采取了分布式的测控系统，该系统拥有监控计算机与现场设备之间的信号连接受到的干扰小，系统品质高，维护方便等优点。5、本技术采取组合环形电阻率CT监测，由于污染物含量大小与电阻率成反比，可以更为直观的展现垃圾污染的范围。附图说明图1是垃圾填埋场监测区域钻孔布设示意图。图2是一套井间电阻率监测系统的示意图。图3是垃圾填埋场监测区域中心剖面监测装置示意图。图4是监测装置的工作流程图。图5是利用镜像法求极装置视电阻率的示意图。其中：1.填埋场污染物，2.地层，3.钻孔，4.供电电极或测量电极。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。参照图1，本实施例中的垃圾填埋场主要由垃圾污染物主体和渗滤液组成，污染物的主体为一层垃圾一层覆土，垃圾场平面为不规则图形，首先确定垃圾填埋场大致的中心位置，在中心位置布设第一口钻孔ZK0，设为中心钻孔，然后以钻孔ZK0为中心，向垃圾场内部的八个方向分别布设一口与中心钻孔半径近似相同的钻孔ZK1-1~ZK1-8，构成外围的第一圈同心圆，同时在垃圾填埋场外围以同样的办法布设钻孔ZK2-1~ZK2-8，构成两圈同心圆状的钻孔分布以便进行环形观测。两个不同钻孔可组成一套井间电阻率监测系统，分别对两不同钻孔进行井间CT成像，不同钻孔两两组合组成不同的监测系统，最终构成组合环形监测网达到对地下垃圾污染物的监测。参照图2，所述井间电阻率监测系统是在一口钻孔中布置等间距排列的供电电极，而在另一口井中布置等间距排列的测量电极，电极的间距一般根据井深来进行计算，一般为井深的1/30~1/20，对供电电极依次供电，观测测量电极的电位，然后将观测电位换算成视电阻率。两口钻孔中电极材料均为铜电极，并且供电电极与测量电极位置可以进行调换，得到更为精确的监测数据。参照图3，垃圾填埋场周边的钻孔ZK2-1，ZK2-5均打入地下穿过地层一定厚度，垃圾填埋场上方的钻孔ZK1-1，ZK0，ZK1-5则穿过填埋场污染物以及渗滤液后进入地层一定厚度。该剖面上所示钻孔ZK2-1，ZK1-1，ZK0，ZK1-5，ZK2-5均可作为供电电极以及测量电极，通过外部测控系统可以控制两两钻孔进行井间电阻率测量。参照图4，外部测控系统为一种分布式测控系统。本实施例中主机为重庆地质仪器厂DUK-2A高密度电法测量系统，其中包括DZD-6A多功能直流电法仪和MIS-60多路电极转换器，MIS-60多路电极转换器通过电缆与钻孔中布置的测量电极相连，MIS-60多路电极转换器与DZD-6A多功能直流电法仪相连，MIS-60多路电极转换器和DZD-6A多功能直流电法仪用于实现井下数据采集，DZD-6A多功能直流电法仪通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电阻率CT成像的垃圾填埋场污染物扩散监测装置，其特征是：包括井间电阻率监测系统和外部测控系统；在垃圾填埋场四周布设多个钻孔，两个钻孔组成一套井间电阻率监测系统，所述井间电阻率监测系统是在一口钻孔中布置等间距排列的供电电极，而在另一口钻孔中布置等间距排列的测量电极，不同钻孔两两组合组成不同的监测系统，最终形成由多个监测系统构成的监测网；所述外部测控系统为分布式测控系统。

【技术特征摘要】
1.一种基于电阻率CT成像的垃圾填埋场污染物扩散监测装置，其特征是：包括井间电阻率监测系统和外部测控系统；在垃圾填埋场四周布设多个钻孔，两个钻孔组成一套井间电阻率监测系统，所述井间电阻率监测系统是在一口钻孔中布置等间距排列的供电电极，而在另一口钻孔中布置等间距排列的测量电极，不同钻孔两两组合组成不同的监测系统，最终形成由多个监测系统构成的监测网；所述外部测控系统为分布式测控系统。2.根据权利要求1所述的基于电阻率CT成像的垃圾填埋场污染物扩散监测装置，其特征是：所述外部测控系统包括分布式继电器测控装置、电阻率测量装置，所述分布式继电器测控装置通过电缆与一口钻孔中布置的测量电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永涛，黄俊华，沈祖建，姜岩，于吉顺，
申请(专利权)人：武汉中地大环境地质研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42