一种基于电阻率勘探法的地下水脆弱性评价方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电阻率勘探法的地下水脆弱性评价方法,包括以下步骤：步骤一，根据待评价区的地形地貌特点，制定一维及二维电阻率测定方案；步骤二，根据测定方案，采集待评价区的一维及二维视电阻率数据；步骤三，对采集到的数据进行反演计算，得到待评价区的真实电阻率分布及二维电阻率成像结果；步骤四，根据以上结果，提取待评价区脆弱性评价所需关键参数；步骤五，依据提取的参数，根据IEC计算公式，计算出待评价区的IEC值；步骤六，根据IEC值及其辐射范围编制地下水脆弱等级图，输出脆弱性评价结果；本发明专利技术提出的方法得到的结果具有高分辨率、非侵入、低成本等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种地下水脆弱性评价方法，具体是一种基于电阻率勘探法的地下水脆弱性评价方法。
技术介绍
地下水水资源是地球是重要的水源之一，是维持人类生活和生态环境不可或缺的重要资源。近年来地下水资源的过度开采以及地下水污染已经成为人类可持续发展的一个限制性因素，地下水污染也是目前最常见的环境问题之一,地下水易受工业、农业、生活等人类活动带来的潜在污染,尤其是在大量使用化肥、农药的地区。因此，避免地下水超采,保护地下水资源免受污染对于地下水资源规划、管理及土地利用规划等方面是非常重要的。由于地下水监测需要花费大量的时间和费用,因此,利用有限的数据来进行地下水脆弱性评价是保护地下水资源的一个有效方法。地下水脆弱性评价是根据某一地区的地下水比其它地区更易受污染而进行的,因此,地下水脆弱性评价一般包含了对污染物从地表通过包气带向含水层迁移的判断。脆弱性评价的成果一般为脆弱性图,用于描述不同地区的脆弱性程度。目前，一种整合了地球物理信息的含水层脆弱等级法(AVI)在国内外地下水脆弱性评价中取得了广泛的应用。该方法主要使用饱和含水层上方的沉积层厚度h除以该沉积层的水力传导率K从而获得水力阻抗c来完成地下水脆弱性等级划分。h通常通过研究区的钻孔资料来获得，K是根据研究区的岩性特征来估算。水力阻抗表示污染进入含水层的难易程度，C值越小，受污染的风险越大。但是，由于含水层脆弱等级法(AVI)是一种基于研究区钻孔资料的评价方法，主要数据来源于研究区域内的钻孔及岩心资料，从而使得该技术具有较高的人力及财力成本，且对研究区域具有一定的破坏性，另外，钻孔资料往往是以点带面，在各向异性较大的非均值沉积层中，评价结果精度较低，应用价值大打折扣。基于此，本专利技术提出的基于电阻率成像技术的无损、低成本地下水脆弱评价方法具有较强的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于电阻率勘探法的地下水脆弱性评价方法，本专利技术提出的方法得到的结果具有高分辨率、非侵入、低成本等特点，解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于电阻率勘探法的地下水脆弱性评价方法,包括以下步骤：步骤一，根据待评价区的地形地貌特点，制定一维及二维电阻率测定方案；步骤二，根据测定方案，采集待评价区的一维及二维视电阻率数据；步骤三，对采集到的数据进行反演计算，得到待评价区的真实电阻率分布及二维电阻率成像结果；步骤四，根据以上结果，提取待评价区脆弱性评价所需关键参数；步骤五，依据提取的参数，根据IEC计算公式，计算出待评价区的IEC值；步骤六，根据IEC值及其辐射范围编制地下水脆弱等级图，输出脆弱性评价结果。其中在所述的步骤一中，针对待评价区的特点，建立电阻率测量方案，分别使用一维电阻率、二维电阻率成像测量设备进行待评价区的视电阻率测量，获得视电阻率数据；在所述的步骤二中，使用全局牛顿-高斯方程法对一维、二维电阻率数据进行反演计算，具体方程如下： ( S k T R d d - 1 S k + R m m - 1 ) Δρ k = S k T R d d - 1 ( d - G ( ρ k ) ) + R m m - 1 ( ρ 0 - ρ k ) - - - ( 1 ) ]]>公式(1)中s为感度矩阵，d为观测数据，ρ为模型的电阻率，G为正演算子，Rdd与Rmm分别表示观测数据与模拟数据的协方差矩阵，ρ0为初始电阻率模型，Δρk为第k此迭代后的模拟电阻率；在所述的步骤三中，根据以上反演计算的结果，得到电阻率分布与二维电阻率成像结果，分别提取出测量点含水层上方第i层沉积层电阻率ρi、含水层上方第i层沉积层厚度hi，根据公式(2) I E C = Σ i = 1 n h i ρ i - - - ( 2 ) ]]>在所述的步骤四和五中，计算出待评价区内所有测量点的含水层上方每一层IEC值，测量点含水层上方若有多个不同电阻率的沉积层时，取IEC值最大的一层作为该测量点的评价参数；在所述的步骤四中，根据待评价区的实际需求，将IEC值分极(脆弱区、较脆弱区、较安全区、安全区等)，结合每一测量点的辐射范围(极距*极距)，即可得到待评价区的地下水脆弱性评价结果空间分布图。与现有技术相比，本专利技术有益效果：本专利技术提出的方法得到的结果具有高分辨率、非侵入、低成本等特点。附图说明图1为本专利技术的步骤图。具体实施方式下面结合说明书附图，将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参见说明书附图1，本专利技术实施例中，一种基于电阻率勘探法的地下水脆弱性评价方法,包括以下步骤：步骤一，根据待评价区的地形地貌特点，制定一维及二维电阻率测定方案；步骤二，根据测定方案，采集待评价区的一维及二维视电阻率数据；步骤三，对采集到的数据进行反演计算，得到待评价区的真实电阻率分布及二维电阻率成像结果；步骤四，根据以上结果，提取待评价区脆弱性评价所需关键参数；步骤五，依据提取的参数，根据IEC计算公式，计算出待评价区的IEC值；步骤六，根据IEC值及其辐射范围编制地下水脆弱等级图，输出脆弱性评价结果；其中在所述的步骤一中，针对待评价区的特点，建立电阻率测量方案，分别使用一维电阻率、二维电阻率成像测量设备进行待评价区的视电阻率测量，获得视电阻率数据；在所述的步骤二中，使用全局牛顿-高斯方程法对一维、二维电阻率数据进行反演计算，具体方程如下： ( S k T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电阻率勘探法的地下水脆弱性评价方法,其特征在于：包括以下步骤：步骤一，根据待评价区的地形地貌特点，制定一维及二维电阻率测定方案；步骤二，根据测定方案，采集待评价区的一维及二维视电阻率数据；步骤三，对采集到的数据进行反演计算，得到待评价区的真实电阻率分布及二维电阻率成像结果；步骤四，根据以上结果，提取待评价区脆弱性评价所需关键参数；步骤五，依据提取的参数，根据IEC计算公式，计算出待评价区的IEC值；步骤六，根据IEC值及其辐射范围编制地下水脆弱等级图，输出脆弱性评价结果；其中在所述的步骤一中，针对待评价区的特点，建立电阻率测量方案，分别使用一维电阻率、二维电阻率成像测量设备进行待评价区的视电阻率测量，获得视电阻率数据；在所述的步骤二中，使用全局牛顿‑高斯方程法对一维、二维电阻率数据进行反演计算，具体方程如下：(SkTRdd-1Sk+Rmm-1)Δρk=SkTRdd-1(d-G(ρk))+Rmm-1(ρ0-ρk)---(1)]]>公式(1)中s为感度矩阵，d为观测数据，ρ为模型的电阻率，G为正演算子，Rdd与Rmm分别表示观测数据与模拟数据的协方差矩阵，ρ0为初始电阻率模型，Δρk为第k此迭代后的模拟电阻率；在所述的步骤三中，根据以上反演计算的结果，得到电阻率分布与二维电阻率成像结果，分别提取出测量点含水层上方第i层沉积层电阻率ρi、含水层上方第i层沉积层厚度hi，根据公式(2)IEC=Σi=1nhiρi---(2)]]>在所述的步骤四和五中，计算出待评价区内所有测量点的含水层上方每一层IEC值，测量点含水层上方若有多个不同电阻率的沉积层时，取IEC值最大的一层作为该测量点的评价参数；在所述的步骤四中，根据待评价区的实际需求，将IEC值分极，结合每一测量点的辐射范围，即可得到待评价区的地下水脆弱性评价结果空间分布图。...

【技术特征摘要】
1.一种基于电阻率勘探法的地下水脆弱性评价方法,其特征在于：包括以下步骤：步骤一，根据待评价区的地形地貌特点，制定一维及二维电阻率测定方案；步骤二，根据测定方案，采集待评价区的一维及二维视电阻率数据；步骤三，对采集到的数据进行反演计算，得到待评价区的真实电阻率分布及二维电阻率成像结果；步骤四，根据以上结果，提取待评价区脆弱性评价所需关键参数；步骤五，依据提取的参数，根据IEC计算公式，计算出待评价区的IEC值；步骤六，根据IEC值及其辐射范围编制地下水脆弱等级图，输出脆弱性评价结果；其中在所述的步骤一中，针对待评价区的特点，建立电阻率测量方案，分别使用一维电阻率、二维电阻率成像测量设备进行待评价区的视电阻率测量，获得视电阻率数据；在所述的步骤二中，使用全局牛顿-高斯方程法对一维、二维电阻率数据进行反演计算，具体方程如下： ( S k T R d d - 1 S k + R m m - 1 ) Δρ k = S k T R d d - 1 ( d - G ( ...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢德宝，王凤，王蕙，陈晓东，欧剑，
申请(专利权)人：浙江水利水电学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33