污染含水介質(zhì)ERT法探測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、電阻率映像法(Electrical Resistivity Tomography，簡稱ERT)是地下污染調(diào)查的一種新型探測(cè)方法，近十年來在越來越多的探測(cè)實(shí)例中得到應(yīng)用并顯示出快速、無損、有效的特點(diǎn)。同時(shí)，作為一種間接調(diào)查方法，應(yīng)用中的一些理論和關(guān)鍵技術(shù)問題尚未解決，大大限制了技術(shù)應(yīng)用深度和廣度。 論文從污染土電性認(rèn)識(shí)、探測(cè)剖面重建與解譯、原位監(jiān)測(cè)技術(shù)、污染土探測(cè)工法等方面系統(tǒng)闡述了ERT法探測(cè)污染含水介質(zhì)時(shí)尚未解決的理論問題、關(guān)

2、鍵技術(shù)和模糊認(rèn)識(shí)。并采用理論分析、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬、實(shí)例探測(cè)的方式進(jìn)行了專門研究。在污染土電性理論、探測(cè)剖面圖像重建技術(shù)、探測(cè)剖面異常解譯技術(shù)、污染在線監(jiān)測(cè)技術(shù)等方面取得了創(chuàng)新性成果。 論文首先從基礎(chǔ)理論，實(shí)施方式等方面闡述了ERT技術(shù)。 通過污染土電阻率測(cè)試實(shí)驗(yàn)，以垃圾滲濾液污染土和柴油污染土為例，研究了水相多成分污染物和非水相液態(tài)污染物污染土體的電性變化規(guī)律。揭示了土體被生活垃圾滲濾液污染后導(dǎo)電性增強(qiáng)，增強(qiáng)幅度和土

3、中粘粒含量及初始含水量有關(guān)，初始含水量越大增強(qiáng)幅度越小的事實(shí)；證實(shí)污染導(dǎo)致的孔液電阻率降低、飽和度增大和污染液中懸浮物引起的導(dǎo)電阻滯作用是引起土體電阻率變化的主要因素；首次給出了涵蓋這些變化因素的Archie型污染土電阻率公式。此外實(shí)驗(yàn)結(jié)果還揭示油類污染土電性特征復(fù)雜，污染土電阻率不僅受土體中粘粒含量、油水比例影響，還受土體濕潤性控制。親油土體污染后電阻率升高，親水土體污染后電阻率降低。在油類污染土電性特征研究中首次關(guān)注土體濕潤性的影響

4、。 研究開發(fā)了用于ERT探測(cè)圖像重建的佐迪反演技術(shù)、最小二乘反演技術(shù)及地層比值技術(shù)。分別以滲漏形成油類污染區(qū)典型地電結(jié)構(gòu)、垃圾填埋場典型地電結(jié)構(gòu)、含水層中污染區(qū)擴(kuò)散過程的地電結(jié)構(gòu)為原始模型，通過正演計(jì)算方式得到不同裝置探測(cè)剖面，利用最小二乘反演技術(shù)和D比值參數(shù)計(jì)算技術(shù)對(duì)探測(cè)圖像進(jìn)行重建。通過分析數(shù)值計(jì)算結(jié)果，確定了三種污染過程二維ERT圖譜特征、不同裝置的探測(cè)能力、重建圖像對(duì)污染區(qū)的刻畫能力。研究顯示不同裝置實(shí)測(cè)剖面能夠反映出污

5、染區(qū)的存在，但不能有效反映污染區(qū)擴(kuò)散過程和區(qū)內(nèi)污染程度變化。有效的圖像重建技術(shù)是解決這個(gè)問題的關(guān)鍵，圖像重建中最小二乘反演技術(shù)和D比值參數(shù)計(jì)算技術(shù)都可得到良好效果。 為提高原位三維ERT監(jiān)測(cè)技術(shù)與裝備，論文介紹了一種自主設(shè)計(jì)的垃圾填埋場滲漏三維ERT監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)分析了系統(tǒng)對(duì)不飽和土層及含水層中滲濾液污染區(qū)擴(kuò)散及修復(fù)過程的監(jiān)測(cè)能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示設(shè)計(jì)的三維ERT監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理清晰、布設(shè)簡單、成本低廉、智能化程度高、探測(cè)效果明顯。可實(shí)