一种浅地表覆膜污染场地有效复电阻率数据区域筛选方法技术

本发明专利技术涉及一种浅地表覆膜污染场地有效复电阻率数据区域筛选方法，属于数据处理技术领域，本发明专利技术通过提取所述电阻率二维模型的浅层电阻率数据，并计算防渗膜破损区电阻率阈值，进而确定有效防渗膜破损比阈值，提取并计算污染场地浅地表电阻率数据，根据所述防渗膜破损区电阻率阈值计算污染场地浅地表覆膜破损比，最后根据有效防渗膜破损比阈值筛选有效复电阻率数据区域。本发明专利技术提出系统地计算污染场地浅地表防渗膜破损区复电阻率特征参数的方法，有效地识别并量化了污染场地浅地表防渗膜破损区的分布。本发明专利技术提出浅地表覆膜污染场地可靠的复电阻率测量数据评价和筛选技术，有助于提升复电阻率探测技术在污染场地调查及其解译工作中的准确性。其解译工作中的准确性。其解译工作中的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种浅地表覆膜污染场地有效复电阻率数据区域筛选方法


[0001]本专利技术涉及数据处理
，尤其涉及一种浅地表覆膜污染场地有效复电阻率数据区域筛选方法。

技术介绍

[0002]复电阻率探测技术通过布置大量的电极组向地下供电，利用测量阵列获取成百上千组测量数据集。采用层析反演技术计算并获取地下复电阻率分布剖面，进而解译分析污染区分布。在污染场地修复与管控工程中，常采用浅地表覆盖防渗膜的方法来阻隔降雨入渗，防止污染场地的二次污染扩散风险。地表覆盖防渗膜常在其施工或钻孔取样过程中遭到局部破损。对于这类污染场地的复电阻率探测中，浅地表覆盖的防渗膜区域会阻断电信号的传递，影响复电阻率测量数据质量，而防渗膜破损区域会产生电信号传递通道，可获取相对可靠的复电阻率测量数据。在浅地表覆膜污染场地如何利用复电阻率探测技术识别防渗膜破损区域并识别可靠的复电阻率测量数据，进而提高复电阻率探测技术对污染场地调查及其解译的准确性是急需解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术克服了现有技术的不足，提供了一种浅地表覆膜污染场地有效复电阻率数据区域筛选方法。
[0004]为达上述目的，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提供了一种浅地表覆膜污染场地有效复电阻率数据区域筛选方法，包括以下步骤：构建不同破损比的防渗膜覆盖条件下的污染区复电阻率二维模型；对所述电阻率二维模型进行正演与反演数值模拟，计算所述电阻率二维模型反演误差以及污染区反演误差；根据所述电阻率二维模型反演误差以及污染区反演误差建立不同防渗膜破损比的拟合曲线，并确定有效防渗膜破损比；提取所述电阻率二维模型的浅层电阻率数据，并计算防渗膜破损区电阻率阈值，进而确定有效防渗膜破损比阈值；提取并计算污染场地浅地表电阻率数据，根据所述防渗膜破损区电阻率阈值计算污染场地浅地表覆膜破损比；根据有效防渗膜破损比阈值筛选有效复电阻率数据区域。
[0005]进一步地，本专利技术的一个较佳实施例中，防渗膜设置深度为实际场地防渗膜的平均埋深，在防渗膜的延伸方向等间距设置相同尺寸的破损区，防渗膜破损比的计算公式为：；
其中n为单个防渗膜破损区的数量，其取值为0 ~ n
e
的正整数，n
e
为测线电极数的一半，为单个防渗膜破损区的长度，d
e
为测线电极间距，N取1~4的正整数，L为复电阻率测线长度，为防渗膜破损比。
[0006]进一步地，本专利技术的一个较佳实施例中，所述的一种浅地表覆膜污染场地有效复电阻率数据区域筛选方法，还包括：所述电阻率二维模型的宽度为现场实际测线长度L，模型单元的宽度相同，取值范围，深度为场地测量数据的反演复电阻率剖面深度，模型单元纵向尺寸从上到下按相同的倍数逐层放大，模拟电极等间距布置，与现场实际布置一致；污染体分布区设置为矩形区域，其横向宽度设置为，其埋深范围根据现场污染区平均分布区域确定，防渗膜设置为一层单元，其单元厚度为现场铺设防渗膜的实际厚度；其中，d
e
为测线电极间距。
[0007]进一步地，本专利技术的一个较佳实施例中，所述的一种浅地表覆膜污染场地有效复电阻率数据区域筛选方法，还包括：所述的复电阻率二维模型，其防渗膜的复电阻率参数设置包括：防渗膜电阻率值大于等于1
×
105Ω*m，防渗膜极化率值小于等于1
×
10
‑2mV/V；其模型中污染区的复电阻率参数设置包括：场地复电阻率测线反演的污染区的平均电阻率值和极化率值；其模型中背景复电阻率参数设置包括：场地复电阻率测线反演的背景电阻率和极化率平均值。
[0008]进一步地，本专利技术的一个较佳实施例中，在对所述电阻率二维模型进行正演与反演数值模拟，计算所述电阻率二维模型反演误差以及污染区反演误差的步骤中，具体包括：其中，数值模拟中所采用的数据与现场复电阻率测量采用的一致，模型正演模拟采用有限差分或有限元方法，反演模拟采用高斯牛顿最小二乘法迭代，其中模型演误差计算公式如下：；其中为模型电阻率反演误差，m为复电阻率模型的单元数，为无防渗膜覆盖的复电阻率模型的第k个单元反演电阻率，为反演的复电阻率模型的第k个单元的电阻率值；为模型极化率反演误差，为无防渗膜覆盖的复电阻率模型的第k个单元反演极化率值，为反演的复电阻率模型的第k个单元的极化率值；其模型的污染区反演误差计算如下：
；其中为模型污染区电阻率反演误差，c为复电阻率模型污染区的单元数，为无防渗膜覆盖的复电阻率模型污染区的第i个单元反演电阻率，为反演的复电阻率模型污染区的第i个单元的电阻率值；为模型污染区极化率反演误差，为无防渗膜覆盖的复电阻率模型污染区的第i个单元反演极化率值，为反演的复电阻率模型污染区的第i个单元的极化率值。
[0009]进一步地，本专利技术的一个较佳实施例中，在根据所述电阻率二维模型反演误差以及污染区反演误差建立不同防渗膜破损比的拟合曲线，并确定有效防渗膜破损比的步骤中，具体包括：分别以模型电阻率反演误差、模型极化率反演误差、模型污染区电阻率反演误差以及模型污染区极化率反演误差为纵轴，以防渗膜破损比为横轴，进行曲线拟合，获得模型电阻率反演误差曲线、模型极化率反演误差曲线、模型污染区电阻率反演误差曲线以及模型污染区极化率曲线；当所述模型电阻率反演误差曲线、模型极化率反演误差曲线、模型污染区电阻率反演误差曲线以及模型污染区极化率曲线在同一防渗膜破损比处的斜率变化均小于1%时，则满足该条件的防渗膜破损比的最大值为有效防渗膜破损比。
[0010]进一步地，本专利技术的一个较佳实施例中，在提取所述电阻率二维模型的浅层电阻率数据，并计算防渗膜破损区电阻率阈值，进而确定有效防渗膜破损比阈值的步骤中，具体包括：其防渗膜破损区电阻率阈值的计算公式为：；其中为沿测线方向计算水平坐标为x处，模型表面以下第j个单元的电阻率值，h为复电阻率模型浅层单元数；计算所有防渗膜破损区的模型浅层单元的平均电阻率值的均值，以此作为防渗膜破损区电阻率阈值；以平均电阻率值为纵轴，以单元水平位置坐标值x为横轴，构建浅层模型平均电阻率曲线，在曲线中，提取小于防渗膜破损区电阻率阈值的曲线部分，计算该曲线部分水平长度与模型宽度L的比值，即有效防渗膜破损比阈值。
[0011]进一步地，本专利技术的一个较佳实施例中，在提取并计算污染场地浅地表电阻率数据，根据模型防渗膜破损区电阻率阈值计算污染场地浅地表覆膜破损比的步骤中，具体包括：污染场地浅地表电阻率数据计算公式如下：
；其中为沿测线方向测线水平坐标为x处；测线区地表以下第j个参数单元的电阻率值；h为浅地表参数单元数；为沿测线方向计算其在测线同一水平位置的参数单元的平均电阻率值，亦代表污染场地浅地表电阻率数据。
[0012]进一步地，本专利技术的一个较佳实施例中，所述的一种浅地表覆膜污染场地有效复电阻率数据区域筛选方法，还包括：以浅地表平均电阻率值为纵轴，以单元水平位置坐标值x为横轴，构建场地浅地表平均电阻率曲线；在曲线中，提取小于防渗膜破损区电阻率阈值的曲线部分，定义为有效参数曲线；当相邻有效参数曲线间隔小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浅地表覆膜污染场地有效复电阻率数据区域筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：构建不同破损比的防渗膜覆盖条件下的污染区复电阻率二维模型；对所述电阻率二维模型进行正演与反演数值模拟，计算所述电阻率二维模型反演误差以及污染区反演误差；根据所述电阻率二维模型反演误差以及污染区反演误差建立不同防渗膜破损比的拟合曲线，并确定有效防渗膜破损比；提取所述电阻率二维模型的浅层电阻率数据，并计算防渗膜破损区电阻率阈值，进而确定有效防渗膜破损比阈值；提取并计算污染场地浅地表电阻率数据，根据所述防渗膜破损区电阻率阈值计算污染场地浅地表覆膜破损比；根据有效防渗膜破损比阈值筛选有效复电阻率数据区域。2.根据权利要求1所述的一种浅地表覆膜污染场地有效复电阻率数据区域筛选方法，其特征在于，还包括：防渗膜设置深度为实际场地防渗膜的平均埋深，在防渗膜的延伸方向等间距设置相同尺寸的破损区，防渗膜破损比的计算公式为：；其中n为单个防渗膜破损区的数量，其取值为0 ~ n
e
的正整数，n
e
为测线电极数的一半，为单个防渗膜破损区的长度，d
e
为测线电极间距，N取1~4的正整数，L为复电阻率测线长度，为防渗膜破损比。3.根据权利要求1所述的一种浅地表覆膜污染场地有效复电阻率数据区域筛选方法，其特征在于，还包括;所述电阻率二维模型的宽度为现场实际测线长度L，模型单元的宽度相同，取值范围，深度为场地测量数据的反演复电阻率剖面深度，模型单元纵向尺寸从上到下按相同的倍数逐层放大，模拟电极等间距布置，与现场实际布置一致；污染体分布区设置为矩形区域，其横向宽度设置为，其埋深范围根据现场污染区平均分布区域确定，防渗膜设置为一层单元，其单元厚度为现场铺设防渗膜的实际厚度；其中，d
e
为测线电极间距。4.根据权利要求1所述的一种浅地表覆膜污染场地有效复电阻率数据区域筛选方法，其特征在于，所述的复电阻率二维模型，其防渗膜的复电阻率参数设置包括：防渗膜电阻率值大于等于1
×
105Ω*m，防渗膜极化率值小于等于1
×
10
‑
2 mV/V；其模型中污染区的复电阻率参数设置包括：场地复电阻率测线反演的污染区的平均电阻率值和极化率值；其模型中背景复电阻率参数设置包括：场地复电阻率测线反演的背景电阻率和极化率平均值。5.根据权利要求1所述的一种浅地表覆膜污染场地有效复电阻率数据区域筛选方法，
其特征在于，在对所述电阻率二维模型进行正演与反演数值模拟，计算所述电阻率二维模型反演误差以及污染区反演误差的步骤中，具体包括：其中，数值模拟中所采用的数据与现场复电阻率测量采用的一致，模型正演模拟采用有限差分或有限元方法，反演模拟采用高斯牛顿最小二乘法迭代，其中模型演误差计算公式如下：；其中为模型电阻率反演误差，m为复电阻率模型的单元数，为无防渗膜覆盖的复电阻率模型的第k个单元反演电阻率，为反演的复电阻率模型的第k个单元的电阻率值；为模型极化率反演误差，为无防渗膜覆盖的复电阻率模型的第k个单元反演极化率值，为反演的复电阻率模型的第k个单元的极化率值；其模型的污染区反演误差计算如下：；其中为模型污染区电阻率反演误差，c为复电阻率模型污染区的单元数，为无防渗膜覆盖的复电阻率模型污染区的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文峰，毛德强，马新民，李书鹏，张家铭，郭丽莉，邱景琮，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：