一种地下水污染的核磁共振探测方法、装置以及处理设备制造方法及图纸

本申请提供了一种地下水污染的核磁共振探测方法、装置以及处理设备，用于在基于核磁共振探测方法探测地下水污染时，在核磁共振探测所探测出的地下含水率分布信息基础上，结合地下电阻率信息来更为精确地定位地下水污染位置。方法包括：处理设备获取核磁共振装置的接收线圈的核函数分布信息；处理设备获取核磁共振装置在现场环境中通过核磁共振探测处理所采集到的实际探测信号；处理设备根据核函数分布信息以及实际探测信号，确定现场环境的实际地下含水率分布信息；处理设备获取现场环境的实际地下电阻率信息；处理设备根据不同位置的子实际地下含水率分布信息以及子实际地下电阻率信息的变化，定位地下水污染位置。定位地下水污染位置。定位地下水污染位置。

【技术实现步骤摘要】
一种地下水污染的核磁共振探测方法、装置以及处理设备


[0001]本申请涉及环保领域，具体涉及一种地下水污染的核磁共振探测方法、装 置以及处理设备。

技术介绍

[0002]地下水资源在人类生活中不可或缺，但是在地下水资源开发中，由于不合 理的开采及污水处理不当，会导致地下水出现了污染问题，对于人们的生活和 城市的发展都产生不利的影响。
[0003]由于地下水赋存于地下土壤、岩石等介质的孔隙、裂隙、空隙中，这对于 探测地下水污染产生了较大的不便之处。目前采用的地下水探测方法有如下几 种：电阻率法，可以圈定地下水污染范围，也可以进行海岸环境下的地下水勘 察，缺点时该方法仅仅适用于污染后有较大电阻率变化的地下水探测；电磁法， 可以探测导电的羽流的流向及状态，圈定污染区，缺点是容易受到电磁噪音的 干扰，在电磁干扰较大的地方难以应用；探地雷达法，该方法是根据介质储存 电荷能力不同(即介电常数不同)来区分污染物质。渗入地下水的石油或有机 化学物质，有时含量很少，但漂浮在地下水的上层，对探地雷达方法有较好的 界面反应。如果污染发生在粘土层，则不利于探测；钻孔取样法，该方法可以 直接抽取出地下水进行检测，但是成本较高，且花费的时间较长；磁共振测深 方法基于核磁共振原理，该方法具有直接探测地下水的性质，有水才有信号没 水就没有信号。目前已经在水文地质，工程地质等领域中得到了较为广泛的应 用，而且在求取水文地质参数、使水文地质工作定量化方面也取得进展。
[0004]而在现有的相关技术的研究过程中，专利技术人发现，在当今的高精度探测要 求下，基于现有的核磁共振探测方法来探测地下水污染时，一定程度上还是存 在探测精度不够的问题。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种地下水污染的核磁共振探测方法、装置以及处理设备， 用于在基于核磁共振探测方法探测地下水污染时，在核磁共振探测所探测出的 地下含水率分布信息基础上，结合地下电阻率信息来更为精确地定位地下水污 染位置。
[0006]第一方面，本申请提供了一种地下水污染的核磁共振探测方法，方法包括：
[0007]处理设备获取核磁共振装置的接收线圈的核函数分布信息，其中，核磁共 振装置设置于待探测是否存在地下水污染的现场环境，核函数分布信息用于描 述核磁共振在进行核磁共振探测过程中接收线圈的固有属性；
[0008]处理设备获取核磁共振装置在现场环境中通过核磁共振探测处理所采集 到的实际探测信号；
[0009]处理设备根据核函数分布信息以及实际探测信号，确定现场环境的实际地 下含水率分布信息；
[0010]处理设备获取现场环境的实际地下电阻率信息；
[0011]处理设备在实际地下含水率分布信息以及实际地下电阻率信息的内容中， 根据不同位置的子实际地下含水率分布信息以及子实际地下电阻率信息的变 化，定位现场环境中的地下水污染位置。
[0012]结合本申请第一方面，在本申请第一方面第一种可能的实现方式中，处理 设备获取核磁共振装置的接收线圈的核函数分布信息，包括：
[0013]处理设备获取现场环境的电阻率环境；
[0014]处理设备根据电阻率环境，通过核磁共振正演计算获取核函数分布信息。
[0015]结合本申请第一方面第一种可能的实现方式，在本申请第一方面第二种可 能的实现方式中，核磁共振正演包括以下内容：
[0016][0017][0018][0019]其中，k(q
i
,r
j
,ω0,p(V))表示当激发线圈的激发脉冲矩为q
i
、线圈中的交变电 场的频率为ω0、地下介质电阻率为p(V)时，位于地下r
j
位置的核函数；γ为磁 旋比；qi为激发脉冲矩，为发射线圈中电流持续时间t与电流幅值I0的乘积；分别为激发线圈在某处产生的垂直场的正向分量和反向分量；为接收线圈 在某处产生的虚拟垂直场的反向分量；ζ
T
、ζ
R
分别为激发线圈和接收线圈在某 处产生垂直磁场的相位；b0、分别为恒定磁场、激发场垂直分量、接收 线圈虚拟磁场的垂直分量在某处的单位向量。
[0020]结合本申请第一方面第一种可能的实现方式，在本申请第一方面第三种可 能的实现方式中，实际地下电阻率信息以及电阻率环境，为现场采集到的同一 数据。
[0021]结合本申请第一方面第一种可能的实现方式，在本申请第一方面第四种可 能的实现方式中，实际地下电阻率信息以及电阻率环境，具体通过高密度电法 或对称四极测深法的类型的地下电阻率探测处理探测得到。
[0022]结合本申请第一方面，在本申请第一方面第五种可能的实现方式中，实际 探测信号表示为：
[0023][0024]其中，E
i
为初始振幅，与地下水的含水率及位置有关；T
i
为横向弛豫时间， 与地下含水层的孔隙度有关；f
t
为测量地区的拉摩尔频率；为初始相位，与 地下含水层的导电性有关。
[0025]结合本申请第一方面，在本申请第一方面第六种可能的实现方式中，处理 设备根据核函数分布信息以及实际探测信号，确定现场环境的实际地下含水率 分布信息，包括：
[0026]处理设备将核函数分布信息进行离散，得到离散量；
[0027]处理设备根据离散量以及实际探测信号，通过反演确定现场环境的实际地 下含水率分布信息，其中，反演包括以下内容：
[0028][0029]其中，d(q)向量表示实际探测信号，k(q)表示核函数分布信息，m(
△
z)表 示实际地下含水率分布信息，en(q)表示噪声向量。
[0030]第二方面，本申请提供了一种地下水污染的核磁共振探测装置，装置包括：
[0031]第一获取单元，用于获取核磁共振装置的接收线圈的核函数分布信息，其 中，核磁共振装置设置于待探测是否存在地下水污染的现场环境，核函数分布 信息用于描述核磁共振在进行核磁共振探测过程中接收线圈的固有属性；
[0032]第二获取单元，用于获取核磁共振装置在现场环境中通过核磁共振探测处 理所采集到的实际探测信号；
[0033]确定单元，用于根据核函数分布信息以及实际探测信号，确定现场环境的 实际地下含水率分布信息；
[0034]第三获取单元，用于获取现场环境的实际地下电阻率信息；
[0035]定位单元，用于在实际地下含水率分布信息以及实际地下电阻率信息的内 容中，根据不同位置的子实际地下含水率分布信息以及子实际地下电阻率信息 的变化，定位现场环境中的地下水污染位置。
[0036]结合本申请第二方面，在本申请第二方面第一种可能的实现方式中，第一 获取单元，用于：
[0037]获取现场环境的电阻率环境；
[0038]根据电阻率环境，通过核磁共振正演计算获取核函数分布信息。
[0039]结合本申请第二方面第一种可能的实现方式，在本申请第二方面第二种可 能的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地下水污染的核磁共振探测方法，其特征在于，所述方法包括：处理设备获取核磁共振装置的接收线圈的核函数分布信息，其中，所述核磁共振装置设置于待探测是否存在地下水污染的现场环境，所述核函数分布信息用于描述所述核磁共振在进行核磁共振探测过程中所述接收线圈的固有属性；所述处理设备获取所述核磁共振装置在所述现场环境中通过核磁共振探测处理所采集到的实际探测信号；所述处理设备根据所述核函数分布信息以及所述实际探测信号，确定所述现场环境的实际地下含水率分布信息；所述处理设备获取所述现场环境的实际地下电阻率信息；所述处理设备在所述实际地下含水率分布信息以及所述实际地下电阻率信息的内容中，根据不同位置的子实际地下含水率分布信息以及子实际地下电阻率信息的变化，定位所述现场环境中的地下水污染位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理设备获取核磁共振装置的接收线圈的核函数分布信息，包括：所述处理设备获取所述现场环境的电阻率环境；所述处理设备根据所述电阻率环境，通过核磁共振正演计算获取所述核函数分布信息。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述核磁共振正演包括以下内容：3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述核磁共振正演包括以下内容：其中，k(q
i
,r
j
,ω0,p(V))表示当激发线圈的激发脉冲矩为q
i
、线圈中的交变电场的频率为ω0、地下介质电阻率为p(V)时，位于地下r
j
位置的核函数；γ为磁旋比；qi为激发脉冲矩，为发射线圈中电流持续时间t与电流幅值I0的乘积；分别为所述激发线圈在某处产生的垂直场的正向分量和反向分量；为所述接收线圈在某处产生的虚拟垂直场的反向分量；
ζ
T
、ζ
R
分别为所述激发线圈和所述接收线圈在某处产生垂直磁场的相位；b0、分别为恒定磁场、激发场垂直分量、接收线圈虚拟磁场的垂直分量在某处的单位向量。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述实际地下电阻率信息以及所述电阻率环境，为现场采集到的同一数据。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述实际地下电阻率信息以及所述电阻率环境，...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛广天，李静一，李凡，彭燕，兰鑫，
申请(专利权)人：武汉普瑞通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：