污染含水介質ERT法探測技術研究.pdf

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

2、鍵技術和模糊認識。并采用理論分析、室內實驗、數值模擬、實例探測的方式進行了專門研究。在污染土電性理論、探測剖面圖像重建技術、探測剖面異常解譯技術、污染在線監(jiān)測技術等方面取得了創(chuàng)新性成果。 論文首先從基礎理論，實施方式等方面闡述了ERT技術。 通過污染土電阻率測試實驗，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電性增強，增強幅度和土

3、中粘粒含量及初始含水量有關，初始含水量越大增強幅度越小的事實；證實污染導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。此外實驗結果還揭示油類污染土電性特征復雜，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注土體濕潤性的影響

4、。 研究開發(fā)了用于ERT探測圖像重建的佐迪反演技術、最小二乘反演技術及地層比值技術。分別以滲漏形成油類污染區(qū)典型地電結構、垃圾填埋場典型地電結構、含水層中污染區(qū)擴散過程的地電結構為原始模型，通過正演計算方式得到不同裝置探測剖面，利用最小二乘反演技術和D比值參數計算技術對探測圖像進行重建。通過分析數值計算結果，確定了三種污染過程二維ERT圖譜特征、不同裝置的探測能力、重建圖像對污染區(qū)的刻畫能力。研究顯示不同裝置實測剖面能夠反映出污

5、染區(qū)的存在，但不能有效反映污染區(qū)擴散過程和區(qū)內污染程度變化。有效的圖像重建技術是解決這個問題的關鍵，圖像重建中最小二乘反演技術和D比值參數計算技術都可得到良好效果。 為提高原位三維ERT監(jiān)測技術與裝備，論文介紹了一種自主設計的垃圾填埋場滲漏三維ERT監(jiān)測系統(tǒng)。實驗分析了系統(tǒng)對不飽和土層及含水層中滲濾液污染區(qū)擴散及修復過程的監(jiān)測能力。實驗結果顯示設計的三維ERT監(jiān)測系統(tǒng)原理清晰、布設簡單、成本低廉、智能化程度高、探測效果明顯。可實