CN115680033A - 一种限制土壤中离子扩散的方法、系统及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种限制土壤中离子扩散的方法、系统及存储介质，其涉及土壤治理技术领域，该方法包括如下步骤：获取目标土壤区域中土壤的土壤信息；基于所述土壤信息检测所述目标土壤区域中污染离子的扩散中心和扩散范围；结合所述扩散中心、所述扩散范围和所述土壤信息在所述目标土壤区域中圈定闭环隔离带；在所述闭环隔离带两侧布置多个电极装置，多个所述电极装置启动时在所述闭环隔离带内的土壤中形成电解电场；启动所有所述电极装置以限制所述闭环隔离带所处土壤中的所述污染离子向所述闭环隔离带外扩散。本申请具有可以限制土壤污染物扩散且施工量和施工成本较少的效果。
Description
技术领域
本申请涉及土壤治理技术领域，尤其是涉及一种限制土壤中离子扩散的方法、系统及存储介质。
背景技术
由于人口急剧增长，工业迅猛发展，固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒，有害废水不断向土壤中渗透，大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中，当土壤中含有害物质过多，超过土壤的自净能力，就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累便会造成土壤污染。
受污染土壤的土壤质量将持续下降，种植于受污染土壤中的农作物产量和品质也将下降，更为严重的是土壤对污染物具有富集作用，一些毒性大的污染物，如汞、镉等富集到作物果实中，人或牲畜食用后容易中毒。但对土壤污染的治理需要较长的时间，因此需要先采用一些手段控制土壤中污染物的扩散。
在相关技术中，可以先考察受污染土壤的场地情况，再结合场地情况和受污染土壤的范围构建环状的止水帷幕，通过止水帷幕将受污染土壤包围起来，从而对受污染土壤中的污染物进行物理阻隔，防止污染物持续扩散并污染更多土壤。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：止水帷幕在构建过程中需要规划帷幕边界，再根据边界开挖基坑，最后利用水泥浇筑出止水帷幕，整个施工过程工程量较大且施工成本较高。
发明内容
为了改善限制土壤污染物扩散需要较大工程量且成本较高的缺陷，本申请提供一种限制土壤中离子扩散的方法、系统及存储介质。
第一方面，本申请提供一种限制土壤中离子扩散的方法，包括如下步骤：
获取目标土壤区域中土壤的土壤信息；
基于所述土壤信息检测所述目标土壤区域中污染离子的扩散中心和扩散范围；
结合所述扩散中心、所述扩散范围和所述土壤信息在所述目标土壤区域中圈定闭环隔离带；
在所述闭环隔离带两侧布置多个电极装置，多个所述电极装置启动时在所述闭环隔离带内的土壤中形成电解电场；
启动所有所述电极装置以限制所述闭环隔离带所处土壤中的所述污染离子向所述闭环隔离带外扩散。
通过采用上述技术方案，可以先获取到目标土壤区域中的土壤信息，再基于土壤信息监测出污染离子的扩散中心和扩散范围，根据获取到的所有数据信息可以在目标土壤区域中圈定出闭环隔离带，进而可以在闭环隔离带两侧布置电极装置，并启动所有电极装置使得土壤中形成电解电场，在电动力的驱使下，被闭环隔离带所包围的土壤中的污染离子移动到电解电场中时将会被限制移动，从而可以避免污染离子扩散至闭环隔离带之外的土壤中。采用布置电极装置形成电解电场的方式限制污染离子扩散，相较于止水帷幕等物理隔绝手段，布置电极装置所需耗费的时间较短，且整体成本较低。
可选的，所述结合所述扩散中心、所述扩散范围和所述土壤信息在所述目标土壤区域中圈定闭环隔离带包括如下步骤：
基于所述土壤信息在所述目标土壤区域中划定若干限制区域；
结合所述扩散中心和所述扩散范围在所述目标土壤区域中圈定初始隔离带；
判断所述初始隔离带与所述限制区域是否存在重叠区域；
若所述初始隔离带与所述限制区域不存在所述重叠区域，则将所述初始隔离带作为闭环隔离带；
若所述初始隔离带与所述限制区域存在所述重叠区域，则计算所述重叠区域的区域面积；
结合所述区域面积和所述重叠区域所在的目标限制区域调整所述初始隔离带，得到所述闭环隔离带。
通过采用上述技术方案，可以根据污染离子的扩散中心和扩散范围圈定出初始隔离带，由于目标土壤区域中可能存在岩层等不便于布置电极装置的限制区域，因此需要根据土壤信息将所有限制区域划定出来，识别出限制区域和初始隔离带的重叠区域，并根据重叠区域的区域面积调整初始隔离带，以尽可能使得隔离带所处的土壤均为便于布置电极装置的土壤，并最终得到调整后的闭环隔离带。
可选的，所述结合所述区域面积和所述重叠区域所在的目标限制区域调整所述初始隔离带，得到所述闭环隔离带包括如下步骤：
判断所述区域面积是否超出预设的面积阈值；
若所述区域面积未超出所述面积阈值，则不调整所述初始隔离带，并将所述初始隔离带作为所述闭环隔离带；
若所述区域面积超出所述面积阈值，则截取所述重叠区域所在的目标限制区域中位于所述初始隔离带之外的界外限制区域；
识别所述界外限制区域的区域边界；
对所述区域边界进行平滑处理得到平滑区域边界；
基于所述平滑区域边界绘制界外隔离带；
将所述界外隔离带替换所述初始隔离带中位于所述重叠区域的隔离带；
连接所述界外隔离带和剩余所述初始隔离带，得到所述闭环隔离带。
通过采用上述技术方案，通过预设的面积阈值对重叠区域的区域面积进行判断，当区域面积小于等于面积阈值时，说明重叠的少量限制区域难以对电极装置的布置造成影响，因此可以不对初始隔离带进行调整；当区域面积大于面积阈值时，则需要根据限制区域的区域边界调整隔离带，使得隔离带避开该限制区域，从而有利于后续电极装置的布置。
可选的，所述电极装置包括供电模块、第一电极装置和第二电极装置，所述在所述闭环隔离带两侧布置多个电极装置包括如下步骤：
在所述闭环隔离带一侧的土壤中布置多个所述第一电极装置；
在所述闭环隔离带另一侧的土壤中布置多个所述第二电极装置，所述第一电极装置和所述第二电极装置的数量相同且电极相反；
通过所述供电模块向所有所述第一电极装置和所有所述第二电极装置供电。
通过采用上述技术方案，通过在闭环隔离带两侧布置电极相反的电极装置，使得闭环隔离带处的土壤中形成电解电场，当污染离子移动到电解电场中时，电解电场与污染离子之间电动力的作用使得污染离子被限制于在闭环隔离带处的土壤中移动，从而起到了限制污染离子扩散的效果。
可选的，所述供电模块的供电电压小于1.25V。
通过采用上述技术方案，污染离子存在于污染土壤的土壤溶液中，布置电极装置主要也是为了形成电解电场电离出污染离子，而电解土壤溶液理论上的最低电压仅需1.23V，因此将供电电压限制在小于1.25V的低电压范畴，既可以保障电离效果，也可以提升电离过程中的安全性。
可选的，所述基于所述土壤信息检测所述目标土壤区域中污染离子的扩散中心和扩散范围包括如下步骤：
基于所述土壤信息选取多个所述目标土壤区域对照的对照土壤区域；
分别获取所有所述对照土壤区域中土壤的第一土壤数据；
根据所述第一土壤数据从所有所述对照土壤区域中筛选出目标对照土壤区域；
获取目标土壤区域中土壤的第二土壤数据；
结合所述目标对照土壤区域的所述第一土壤数据和所述第二土壤数据分析所述目标土壤区域中污染离子的污染情况，并确定所述污染离子在所述目标土壤区域中的扩散中心和扩散范围。
通过采用上述技术方案，可以根据土壤信息选取出多个可用于对照的对照土壤区域，再根据获取到对照土壤区域中土壤的第一土壤数据筛选出最适合用于对照的目标对照土壤区域，因此可以将目标对照土壤区域的第一土壤数据作为标准值，根据目标土壤区域中土壤的第二土壤数据分析出目标土壤区域的污染情况，并确定出污染离子的扩散中心和扩散范围。
可选的，所述第一土壤数据包括第一电导率值和第一同相位值，所述根据所述第一土壤数据从所有所述对照土壤区域中筛选出目标对照土壤区域包括如下步骤：
判断所述第一电导率值的变异系数是否低于预设的第一系数阈值；
若所述第一电导率值的变异系数低于所述第一系数阈值，则判断对应所述对照土壤区域的所述第一同相位值的变异系数是否低于预设的第二系数阈值；
若所述第一同相位值的变异系数低于所述第二系数阈值，则将对应的所述对照土壤区域标记为预选土壤区域；
判断所述预选土壤区域的数量大于1或等于1；
若所述预选土壤区域的数量等于1，则将所述预选土壤区域作为目标对照土壤区域；
若所述预选土壤区域的数量大于1，则基于所述第一土壤数据分别计算所有所述预选土壤区域的综合变异系数；
选取所有所述综合变异系数中的最小值作为目标变异系数；
将所述目标变异系数对应的所述预选土壤区域作为所述目标对照土壤区域。
通过采用上述技术方案，先结合预设的两个变异系数对第一土壤数据进行筛选，筛选出预选土壤区域，若筛选出的预选土壤区域只有1个，则直接将该预选土壤区域作为目标对照土壤区域；若筛选出的预选土壤区域有多个，则需要计算出预选土壤区域的综合变异系数，综合变异系数越低，第一土壤数据的离散程度越低，对应预选土壤区域的土壤状态越好，因此将综合变异系数最小的预选土壤区域作为目标对照土壤区域。
可选的，所述第二土壤数据包括第二电导率值和第二同相位值，所述结合所述目标土壤区域的所述第一土壤数据和所述第二土壤数据分析所述目标土壤区域中污染离子的污染情况，并确定所述污染离子在所述目标土壤区域中的扩散中心和扩散范围包括如下步骤：
计算所述第一电导率值的电导率均值和所述第一同相位值的同相位均值；
结合所述电导率均值和所述第二电导率值计算得到所述目标土壤区域的目标电导率值；
结合所述同相位均值和所述第二同相位值计算得到所述目标土壤区域的目标同相位值；
基于所述目标电导率值和所述目标同相位值绘制所述目标土壤区域的电导率-同相位值分布图；
根据所述电导率-同相位值分布图确定所述污染离子在所述目标土壤区域中的扩散中心和扩散范围。
通过采用上述技术方案，结合第一电导率值和第二电导率值计算出目标电导率值，结合第一同相位值和第二同相位值计算出目标同相位值，从而可以根据目标电导率值和目标同相位值绘制出目标土壤区域的电导率-同相位值分布图，并根据电导率-同相位值分布图确定出污染离子的扩散中心和扩散范围。
第二方面，本申请还提供一种限制土壤中离子扩散的系统，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，该程序能够被处理器加载执行时实现如第一方面中所述的一种限制土壤中离子扩散的方法。
通过采用上述技术方案，通过程序的调取，可以先获取到目标土壤区域中的土壤信息，再基于土壤信息监测出污染离子的扩散中心和扩散范围，根据获取到的所有数据信息可以在目标土壤区域中圈定出闭环隔离带，进而可以在闭环隔离带两侧布置电极装置，并启动所有电极装置使得土壤中形成电解电场，在电动力的驱使下，被闭环隔离带所包围的土壤中的污染离子移动到电解电场中时将会被限制移动，从而可以避免污染离子扩散至闭环隔离带之外的土壤中。采用布置电极装置形成电解电场的方式限制污染离子扩散，相较于止水帷幕等物理隔绝手段，布置电极装置所需耗费的时间较短，且整体成本较低。
第三方面，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现如第一方面中所述的一种限制土壤中离子扩散的方法。
通过采用上述技术方案，通过程序的调取，可以先获取到目标土壤区域中的土壤信息，再基于土壤信息监测出污染离子的扩散中心和扩散范围，根据获取到的所有数据信息可以在目标土壤区域中圈定出闭环隔离带，进而可以在闭环隔离带两侧布置电极装置，并启动所有电极装置使得土壤中形成电解电场，在电动力的驱使下，被闭环隔离带所包围的土壤中的污染离子移动到电解电场中时将会被限制移动，从而可以避免污染离子扩散至闭环隔离带之外的土壤中。采用布置电极装置形成电解电场的方式限制污染离子扩散，相较于止水帷幕等物理隔绝手段，布置电极装置所需耗费的时间较短，且整体成本较低。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.可以先获取到目标土壤区域中的土壤信息，再基于土壤信息监测出污染离子的扩散中心和扩散范围，根据获取到的所有数据信息可以在目标土壤区域中圈定出闭环隔离带，进而可以在闭环隔离带两侧布置电极装置，并启动所有电极装置使得土壤中形成电解电场，在电动力的驱使下，被闭环隔离带所包围的土壤中的污染离子移动到电解电场中时将会被限制移动，从而可以避免污染离子扩散至闭环隔离带之外的土壤中。采用布置电极装置形成电解电场的方式限制污染离子扩散，相较于止水帷幕等物理隔绝手段，布置电极装置所需耗费的时间较短，且整体成本较低。
2.污染离子存在于污染土壤的土壤溶液中，布置电极装置主要也是为了形成电解电场电离出污染离子，而电解土壤溶液理论上的最低电压仅需1.23V，因此将供电电压限制在小于1.25V的低电压范畴，既可以保障电离效果，也可以提升电离过程中的安全性。
附图说明
图1是本申请实施例的限制土壤中离子扩散的方法其中一种实施方式的流程示意图。
图2是本申请实施例的限制土壤中离子扩散的方法其中一种实施方式的流程示意图。
图3是本申请实施例的限制土壤中离子扩散的方法其中一种实施方式的流程示意图。
图4是本申请实施例的限制土壤中离子扩散的方法其中一种实施方式的流程示意图。
图5是本申请实施例的限制土壤中离子扩散的方法其中一种实施方式的流程示意图。
图6是本申请实施例的限制土壤中离子扩散的方法其中一种实施方式的流程示意图。
图7是本申请实施例的限制土壤中离子扩散的方法其中一种实施方式的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图1至7对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开了一种限制土壤中离子扩散的方法。
参照图1，限制土壤中离子扩散的方法包括如下步骤：
S101.获取目标土壤区域中土壤的土壤信息。
其中，在前期的污染土壤勘探过程中会标记出存在污染土壤的目标土壤区域，目标土壤区域的区域范围则是通过前期勘探结果预估的已污染范围。土壤信息主要包括土壤密度、土壤空性、土壤质地等，通过对目标土壤区域的土壤检测，可以检测到目标土壤区域中土壤的土壤信息。
S102.基于土壤信息检测目标土壤区域中污染离子的扩散中心和扩散范围。
其中，基于土壤信息，可以选择与目标土壤区域土壤状况相近且基本未受污染的区域作为对照区域，从而通过污染物检测和比对可以检测出目标土壤区域中污染离子的扩散中心和扩散范围。
S103.结合扩散中心、扩散范围和土壤信息在目标土壤区域中圈定闭环隔离带。
其中，先根据污染离子的扩散中心和扩散范围圈定出基础的隔离带，但由于后续需要在隔离带周围布置电极装置，电极装置需要布置在土壤内，因此隔离带的圈定需要避开部分性质较为坚硬的土壤，可以根据土壤信息调整隔离带，并最终圈定出闭环隔离带。
S104.在闭环隔离带两侧布置多个电极装置，多个电极装置启动时在闭环隔离带内的土壤中形成电解电场。
其中，电极装置分为正极电解装置和负极电解装置，正极电解装置包括正极井，负极电解装置包括负极井，正极井中设置有正极电解片，负极井中设置有负极电解片，正极井和负极井中均设置有电解溶液，将正极电解装置和负极电解装置分别布置于闭环隔离带两侧，此时在电极装置启动时可以在闭环隔离带内的土壤中形成电解电场。
S105.启动所有电极装置以限制闭环隔离带所处土壤中的污染离子向闭环隔离带外扩散。
其中，当所有电极装置启动时，会在闭环隔离带所处土壤中形成电解电场，电解电场会将土壤溶液中的污染离子电离出来，并在电解电场的电场力作用下限制污染离子在电场中移动，从而起到限制污染离子向闭环隔离带外扩散的效果。
本实施例的实施原理为：
可以先获取到目标土壤区域中的土壤信息，再基于土壤信息监测出污染离子的扩散中心和扩散范围，根据获取到的所有数据信息可以在目标土壤区域中圈定出闭环隔离带，进而可以在闭环隔离带两侧布置电极装置，并启动所有电极装置使得土壤中形成电解电场，在电动力的驱使下，被闭环隔离带所包围的土壤中的污染离子移动到电解电场中时将会被限制移动，从而可以避免污染离子扩散至闭环隔离带之外的土壤中。采用布置电极装置形成电解电场的方式限制污染离子扩散，相较于止水帷幕等物理隔绝手段，布置电极装置所需耗费的时间较短，且整体成本较低。
在本申请实施例的其中一种实施方式中，参照图2，步骤S103具体包括如下步骤：
S201.基于土壤信息在目标土壤区域中划定若干限制区域。
其中，根据土壤信息中的土壤密度和土壤质地分析目标土壤区域整体的土壤坚硬程度，根据预设的阈值划分出土壤较硬的限制区域，在限制区域中若要布置电极装置，会比非限制区域中布置电极装置产生更大的工程量并支出更高的施工成本。
S202.结合扩散中心和扩散范围在目标土壤区域中圈定初始隔离带。
其中，计算扩散中心至扩散范围边界的第一距离，将第一距离减去预设的间隔距离得到第二距离，间隔距离可以根据后续所需要布置的电极装置所形成的电场大小进行预设。以扩散中心为圆心，分别以第一距离和第二距离为半径画两个圆，两个圆所形成的圆环即为初始隔离带，因此间隔距离同时也是初始隔离带的宽度。
S203.判断初始隔离带与限制区域是否存在重叠区域，若初始隔离带和限制区域不存在重叠区域，则执行步骤S204；若初始隔离带和限制区域存在重叠区域，则执行步骤S205。
其中，重叠区域为初始隔离带在目标土壤区域中所覆盖的区域与限制区域在目标土壤区域中所覆盖的区域出现重叠的区域，可以基于目标土壤区域中的任意一点构建直角坐标系，再根据直角坐标系分别得到初始隔离带中所有点的第一坐标，并分别得到限制区域中所有点的第二坐标，将第一坐标和第二坐标相同的点汇总，所汇总的点的集合即为重叠区域所有的点。
S204.将初始隔离带作为闭环隔离带。
S205.计算重叠区域的区域面积。
其中，由于重叠区域也属于初始隔离带的一部分，且初始隔离带为圆环，因此可以根据圆的垂径定理，并通过预设的弧形面积计算公式计算出重叠区域的区域面积。
S206.结合区域面积和重叠区域所在的目标限制区域调整初始隔离带，得到闭环隔离带。
本实施例的实施原理为：
可以根据污染离子的扩散中心和扩散范围圈定出初始隔离带，由于目标土壤区域中可能存在岩层等不便于布置电极装置的限制区域，因此需要根据土壤信息将所有限制区域划定出来，识别出限制区域和初始隔离带的重叠区域，并根据重叠区域的区域面积调整初始隔离带，以尽可能使得隔离带所处的土壤均为便于布置电极装置的土壤，并最终得到调整后的闭环隔离带。
在本申请实施例的其中一种实施方式中，参照图3，步骤S206具体包括如下步骤：
S301.判断区域面积是否超出预设的面积阈值，若区域面积未超出面积阈值，则执行步骤S302；若区域面积超出面积阈值，则执行步骤S303。
其中，电极装置通常是沿隔离带并根据预设的布置间隔进行布置，根据后续电极装置的布置需求预设布置间隔，再根据预设的布置间隔和初始隔离带的隔离带宽度计算出相邻两个电极装置之间的隔离带面积，并将计算出的隔离带面积作为预设的面积阈值。因此当区域面积未超出面积阈值时，重叠区域基本不会影响到后续电极装置的布置，但当重叠区域的区域面积超出了面积阈值，则必定会有电极装置要被布置于重叠区域中，从而增加工程量和工程成本，所以可以通过调整初始隔离带以避开重叠区域，虽然调整初始隔离带也会增加电极装置布置的数量并增加成本，但相较于强行在限制区域中布置电极装置所增加的成本要小很多。
S302.不调整初始隔离带，并将初始隔离带作为闭环隔离带。
S303.截取重叠区域所在的目标限制区域中位于初始隔离带之外的界外限制区域。
其中，将位于初始隔离带所形成的圆环之外的限制区域作为界外限制区域。
S304.识别界外限制区域的区域边界。
其中，通过边缘提取算法识别并提取出界外限制区域的区域边界。
S305.对区域边界进行平滑处理得到平滑区域边界。
S306.基于平滑区域边界绘制界外隔离带。
其中，基于平滑区域边界在目标限制区域外绘制界外隔离带边界，界外隔离带边界的任意一点与平滑区域边界中对应的点的距离始终等于初始隔离带的宽度，界外隔离带边界和平滑区域边界所形成的隔离带即为界外隔离带。
S307.将界外隔离带替换初始隔离带中位于重叠区域的隔离带。
S308.连接界外隔离带和剩余初始隔离带，得到闭环隔离带。
其中，闭环隔离带始终保持闭环状态。
本实施例的实施原理为：
通过预设的面积阈值对重叠区域的区域面积进行判断，当区域面积小于等于面积阈值时，说明重叠的少量限制区域难以对电极装置的布置造成影响，因此可以不对初始隔离带进行调整；当区域面积大于面积阈值时，则需要根据限制区域的区域边界调整隔离带，使得隔离带避开该限制区域，从而有利于后续电极装置的布置。
在本申请实施例的另一种实施方式中，电极装置包括供电模块、第一电极装置和第二电极装置，参照图4，步骤S104具体包括如下步骤：
S401.在闭环隔离带一侧的土壤中布置多个第一电极装置。
其中，按照一定的距离间隔且沿闭环隔离带同一侧的边界布置多个第一电极装置。
S402.在闭环隔离带另一侧的土壤中布置多个第二电极装置。
其中，第一电极装置和第二电极装置的数量相同且电极相反，且任意一个第二电极装置与其最近的第一电极装置之间的距离等于闭环隔离带的宽度。
S403.通过供电模块向所有第一电极装置和所有第二电极装置供电。
其中，供电模块的供电电压小于1.25V。
本实施例的实施原理为：
通过在闭环隔离带两侧布置电极相反的电极装置，使得闭环隔离带处的土壤中形成电解电场，当污染离子移动到电解电场中时，电解电场与污染离子之间电动力的作用使得污染离子被限制于在闭环隔离带处的土壤中移动，从而起到了限制污染离子扩散的效果。又由于污染离子存在于污染土壤的土壤溶液中，布置电极装置主要也是为了形成电解电场电离出污染离子，而电解土壤溶液理论上的最低电压仅需1.23V，因此将供电电压限制在小于1.25V的低电压范畴，既可以保障电离效果，也可以提升电离过程中的安全性。
在本申请实施例的另一种实施方式中，步骤S104具体还可以包括如下步骤：环绕闭环隔离带布置三层电极装置，每一层电极装置的电极均相同，三层电极装置的电极可以依次为正极、负极、正极，也可以依次为负极、正极、负极，通过供电模块向所有电极装置供电，且供电模块的供电电压小于1.25V。
在本申请实施例的另一种实施方式中，参照图5，步骤S102具体包括如下步骤：
S501.基于土壤信息选取多个目标土壤区域对照的对照土壤区域。
其中，对照土壤区域的土壤状态、土层结构与目标土壤区域基本相同，且对照土壤区域离目标土壤区域具有一定的距离。
S502.分别获取所有对照土壤区域中土壤的第一土壤数据。
其中，可以通过电磁感应仪探测对照土壤区域中的土壤以获取第一土壤数据，第一土壤数据包括第一电导率值和第一同相位值，第一电导率值可以体现出对照土壤区域土壤的导电度，第一同相位值可以体现出对照土壤区域的磁化率。
S503.根据第一土壤数据从所有对照土壤区域中筛选出目标对照土壤区域。
其中，可以通过第一土壤数据的变异系数进行筛选。
S504.获取目标土壤区域中土壤的第二土壤数据。
其中，可以通过电磁感应仪探测目标土壤区域中的土壤以获取第二土壤数据，第二土壤数据包括第二电导率值和第二同相位值，第二电导率值可以体现出目标土壤区域土壤的导电度，第二同相位值可以体现出目标土壤区域的磁化率。
S505.结合目标对照土壤区域的第一土壤数据和第二土壤数据分析目标土壤区域中污染离子的污染情况，并确定污染离子在目标土壤区域中的扩散中心和扩散范围。
本实施例的实施原理为：
可以根据土壤信息选取出多个可用于对照的对照土壤区域，再根据获取到对照土壤区域中土壤的第一土壤数据筛选出最适合用于对照的目标对照土壤区域，因此可以将目标对照土壤区域的第一土壤数据作为标准值，根据目标土壤区域中土壤的第二土壤数据分析出目标土壤区域的污染情况，并确定出污染离子的扩散中心和扩散范围。
在本申请实施例的另一种实施方式中，参照图6，步骤S503具体包括如下步骤：
S601.判断第一电导率值的变异系数是否低于预设的第一系数阈值，若第一电导率值的变异系数低于第一系数阈值，则执行步骤S602。
其中，对照土壤区域中所有第一电导率值的标准差除以所有第一电导率值的平均值即可计算得到第一电导率值的变异系数，若判定结果为第一电导率值的变异系数不低于第一系数阈值，则筛除对应的对照土壤区域，预设的第一系数阈值通常为10%。
S602.判断对应对照土壤区域的第一同相位值的变异系数是否低于预设的第二系数阈值，若第一同相位值的变异系数低于第二系数阈值，则执行步骤S603。
其中，对照土壤区域中所有第一同相位值的标准差除以所有第一同相位值的平均值即可计算得到第一同相位值的变异系数，若判定结果为第一同相位值的变异系数不低于第二系数阈值，则筛除对应的对照土壤区域，预设的第二系数阈值通常为15%。
S603.将对应的对照土壤区域标记为预选土壤区域。
其中，预选土壤区域的第一土壤数据离散度较低，更适合作为对照区域。
S604.判断预选土壤区域的数量大于1或等于1，若预选土壤区域的数量等于1，则执行步骤S605；若预选土壤区域的数量大于1，则执行步骤S606。
其中，若预选土壤区域的数量等于0，则提高第一系数阈值和第二系数阈值，并重复执行步骤S601至步骤S604。
S605.将预选土壤区域作为目标对照土壤区域。
S606.基于第一土壤数据分别计算所有预选土壤区域的综合变异系数。
其中，将第一电导率值的变异系数和第一同相位值的变异系数相加即为对应预选土壤区域的综合变异系数。
S607.选取所有综合变异系数中的最小值作为目标变异系数。
其中，变异系数越低代表土壤数据离散程度越低。
S608.将目标变异系数对应的预选土壤区域作为目标对照土壤区域。
本实施例的实施原理为：
先结合预设的两个变异系数对第一土壤数据进行筛选，筛选出预选土壤区域，若筛选出的预选土壤区域只有1个，则直接将该预选土壤区域作为目标对照土壤区域；若筛选出的预选土壤区域有多个，则需要计算出预选土壤区域的综合变异系数，综合变异系数越低，第一土壤数据的离散程度越低，对应预选土壤区域的土壤状态越好，因此将综合变异系数最小的预选土壤区域作为目标对照土壤区域。
在本申请实施例的其中一种实施方式中，参照图7，步骤S505具体包括如下步骤：
S701.计算第一电导率值的电导率均值和第一同相位值的同相位均值。
其中，计算目标对照土壤区域中所测得的所有第一电导率值的平均值即为电导率均值，计算目标对照土壤区域中所测得的所有第一同相位值的平均值即为同相位均值。
S702.结合电导率均值和第二电导率值计算得到目标土壤区域的目标电导率值。
其中，将目标土壤区域中所测得的所有第二电导率值分别除以电导率均值，得到多个目标电导率值，该步骤是对第二电导率值进行归一化处理。
S703.结合同相位均值和第二同相位值计算得到目标土壤区域的目标同相位值。
其中，将目标土壤区域中所测得的所有第二同相位值分别除以同相位均值，得到多个目标同相位值，该步骤是对第二同相位值进行归一化处理。
S704.基于目标电导率值和目标同相位值绘制目标土壤区域的电导率-同相位值分布图。
其中，电导率-同相位值分布图包括目标电导率值的等值分布图和目标同相位值的等值分布图，且两个等值分布图中根据不同的等值线为不同的区域填充不同的颜色，等值线的值越高，所对应区域填充的颜色越深。
S705.根据电导率-同相位值分布图确定污染离子在目标土壤区域中的扩散中心和扩散范围。
其中，将两个等值分布图重叠，使得两个等值分布图中的所有颜色叠加，通过图像识别技术识别出重叠后等值分布图中颜色最深的点作为污染离子的扩散中心，以扩散中心为圆心并以预设的颜色阈值为范围边界圈定出污染离子的扩散范围。
本实施例的实施原理为：
结合第一电导率值和第二电导率值计算出目标电导率值，结合第一同相位值和第二同相位值计算出目标同相位值，从而可以根据目标电导率值和目标同相位值绘制出目标土壤区域的电导率-同相位值分布图，并根据电导率-同相位值分布图确定出污染离子的扩散中心和扩散范围。
本申请实施例还公开一种限制土壤中离子扩散的系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，该程序能够被处理器加载执行时实现如图1至图7中所示的一种限制土壤中离子扩散的方法。
本实施例的实施原理为：
通过程序的调取，可以先获取到目标土壤区域中的土壤信息，再基于土壤信息监测出污染离子的扩散中心和扩散范围，根据获取到的所有数据信息可以在目标土壤区域中圈定出闭环隔离带，进而可以在闭环隔离带两侧布置电极装置，并启动所有电极装置使得土壤中形成电解电场，在电动力的驱使下，被闭环隔离带所包围的土壤中的污染离子移动到电解电场中时将会被限制移动，从而可以避免污染离子扩散至闭环隔离带之外的土壤中。采用布置电极装置形成电解电场的方式限制污染离子扩散，相较于止水帷幕等物理隔绝手段，布置电极装置所需耗费的时间较短，且整体成本较低。
本申请实施例还公开一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时使处理器实现如图1至图7中所示的一种限制土壤中离子扩散的方法。
本实施例的实施原理为：
通过程序的调取，可以先获取到目标土壤区域中的土壤信息，再基于土壤信息监测出污染离子的扩散中心和扩散范围，根据获取到的所有数据信息可以在目标土壤区域中圈定出闭环隔离带，进而可以在闭环隔离带两侧布置电极装置，并启动所有电极装置使得土壤中形成电解电场，在电动力的驱使下，被闭环隔离带所包围的土壤中的污染离子移动到电解电场中时将会被限制移动，从而可以避免污染离子扩散至闭环隔离带之外的土壤中。采用布置电极装置形成电解电场的方式限制污染离子扩散，相较于止水帷幕等物理隔绝手段，布置电极装置所需耗费的时间较短，且整体成本较低。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种限制土壤中离子扩散的方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取目标土壤区域中土壤的土壤信息；
基于所述土壤信息检测所述目标土壤区域中污染离子的扩散中心和扩散范围；
结合所述扩散中心、所述扩散范围和所述土壤信息在所述目标土壤区域中圈定闭环隔离带；
在所述闭环隔离带两侧布置多个电极装置，多个所述电极装置启动时在所述闭环隔离带内的土壤中形成电解电场；
启动所有所述电极装置以限制所述闭环隔离带所处土壤中的所述污染离子向所述闭环隔离带外扩散。
2.根据权利要求1所述的一种限制土壤中离子扩散的方法，其特征在于，所述结合所述扩散中心、所述扩散范围和所述土壤信息在所述目标土壤区域中圈定闭环隔离带包括如下步骤：
基于所述土壤信息在所述目标土壤区域中划定若干限制区域；
结合所述扩散中心和所述扩散范围在所述目标土壤区域中圈定初始隔离带；
判断所述初始隔离带与所述限制区域是否存在重叠区域；
若所述初始隔离带与所述限制区域不存在所述重叠区域，则将所述初始隔离带作为闭环隔离带；
若所述初始隔离带与所述限制区域存在所述重叠区域，则计算所述重叠区域的区域面积；
结合所述区域面积和所述重叠区域所在的目标限制区域调整所述初始隔离带，得到所述闭环隔离带。
3.根据权利要求2所述的一种限制土壤中离子扩散的方法，其特征在于，所述结合所述区域面积和所述重叠区域所在的目标限制区域调整所述初始隔离带，得到所述闭环隔离带包括如下步骤：
判断所述区域面积是否超出预设的面积阈值；
若所述区域面积未超出所述面积阈值，则不调整所述初始隔离带，并将所述初始隔离带作为所述闭环隔离带；
若所述区域面积超出所述面积阈值，则截取所述重叠区域所在的目标限制区域中位于所述初始隔离带之外的界外限制区域；
识别所述界外限制区域的区域边界；
对所述区域边界进行平滑处理得到平滑区域边界；
基于所述平滑区域边界绘制界外隔离带；
将所述界外隔离带替换所述初始隔离带中位于所述重叠区域的隔离带；
连接所述界外隔离带和剩余所述初始隔离带，得到所述闭环隔离带。
4.根据权利要求1所述的一种限制土壤中离子扩散的方法，其特征在于，所述电极装置包括供电模块、第一电极装置和第二电极装置，所述在所述闭环隔离带两侧布置多个电极装置包括如下步骤：
在所述闭环隔离带一侧的土壤中布置多个所述第一电极装置；
在所述闭环隔离带另一侧的土壤中布置多个所述第二电极装置，所述第一电极装置和所述第二电极装置的数量相同且电极相反；
通过所述供电模块向所有所述第一电极装置和所有所述第二电极装置供电。
5.根据权利要求4所述的一种限制土壤中离子扩散的方法，其特征在于：所述供电模块的供电电压小于1.25V。
6.根据权利要求1所述的一种限制土壤中离子扩散的方法，其特征在于，所述基于所述土壤信息检测所述目标土壤区域中污染离子的扩散中心和扩散范围包括如下步骤：
基于所述土壤信息选取多个所述目标土壤区域对照的对照土壤区域；
分别获取所有所述对照土壤区域中土壤的第一土壤数据；
根据所述第一土壤数据从所有所述对照土壤区域中筛选出目标对照土壤区域；
获取目标土壤区域中土壤的第二土壤数据；
结合所述目标对照土壤区域的所述第一土壤数据和所述第二土壤数据分析所述目标土壤区域中污染离子的污染情况，并确定所述污染离子在所述目标土壤区域中的扩散中心和扩散范围。
7.根据权利要求6所述的一种限制土壤中离子扩散的方法，其特征在于，所述第一土壤数据包括第一电导率值和第一同相位值，所述根据所述第一土壤数据从所有所述对照土壤区域中筛选出目标对照土壤区域包括如下步骤：
判断所述第一电导率值的变异系数是否低于预设的第一系数阈值；
若所述第一电导率值的变异系数低于所述第一系数阈值，则判断对应所述对照土壤区域的所述第一同相位值的变异系数是否低于预设的第二系数阈值；
若所述第一同相位值的变异系数低于所述第二系数阈值，则将对应的所述对照土壤区域标记为预选土壤区域；
判断所述预选土壤区域的数量大于1或等于1；
若所述预选土壤区域的数量等于1，则将所述预选土壤区域作为目标对照土壤区域；
若所述预选土壤区域的数量大于1，则基于所述第一土壤数据分别计算所有所述预选土壤区域的综合变异系数；
选取所有所述综合变异系数中的最小值作为目标变异系数；
将所述目标变异系数对应的所述预选土壤区域作为所述目标对照土壤区域。
8.根据权利要求7所述的一种限制土壤中离子扩散的方法，其特征在于，所述第二土壤数据包括第二电导率值和第二同相位值，所述结合所述目标土壤区域的所述第一土壤数据和所述第二土壤数据分析所述目标土壤区域中污染离子的污染情况，并确定所述污染离子在所述目标土壤区域中的扩散中心和扩散范围包括如下步骤：
计算所述第一电导率值的电导率均值和所述第一同相位值的同相位均值；
结合所述电导率均值和所述第二电导率值计算得到所述目标土壤区域的目标电导率值；
结合所述同相位均值和所述第二同相位值计算得到所述目标土壤区域的目标同相位值；
基于所述目标电导率值和所述目标同相位值绘制所述目标土壤区域的电导率-同相位值分布图；
根据所述电导率-同相位值分布图确定所述污染离子在所述目标土壤区域中的扩散中心和扩散范围。
9.一种限制土壤中离子扩散的系统，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，该程序能够被处理器加载执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的一种限制土壤中离子扩散的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现如权利要求1至8中任一项所述的一种限制土壤中离子扩散的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211222388.0A CN115680033A (zh) | 2022-10-08 | 2022-10-08 | 一种限制土壤中离子扩散的方法、系统及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211222388.0A CN115680033A (zh) | 2022-10-08 | 2022-10-08 | 一种限制土壤中离子扩散的方法、系统及存储介质 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115680033A true CN115680033A (zh) | 2023-02-03 |
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|---|---|---|---|
| CN202211222388.0A Pending CN115680033A (zh) | 2022-10-08 | 2022-10-08 | 一种限制土壤中离子扩散的方法、系统及存储介质 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN115680033A (zh) |
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2022
- 2022-10-08 CN CN202211222388.0A patent/CN115680033A/zh active Pending
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