CN116609841B - 一种基于复电阻率信号的非连续渗透反应墙运维检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于复电阻率信号的非连续渗透反应墙运维检测方法，通过获取材料样品，在实验室进行材料样品的标定；根据反应墙上下游的监测井，判断污染现状；当监测井出现异常时，布设物探钻孔对非连续渗透反应墙进行物探探测；根据复电阻率信号确定吸附材料是否需要更换，保证非连续渗透反应墙的长期服役时间。本发明对材料样品进行了标定，实现了由复电阻率信号判断材料利用率；利用地球物理勘探方法对非连续渗透反应墙进行扫描，实现了无损、快速探测，可精准识别需更换材料的修复钻孔；提出了一种基于物探方法的非连续渗透反应墙修复钻孔材料更换原则，可及时对失效的非连续渗透反应墙进行识别和材料的更换，提高了修复效率。

Description

一种基于复电阻率信号的非连续渗透反应墙运维检测方法

技术领域

本发明涉及地下水污染修复技术领域，更具体的，涉及一种基于复电阻率信号的非连续渗透反应墙运维检测方法。

背景技术

地下水污染问题已经引起了全社会的广泛关注，由于其复杂性、隐蔽性而导致其修复治理成本较高。原位修复由于其工程造价低，不对土体及环境产生破环及修复效率高等而被广泛应用，可渗透反应墙即是原位修复方法的一种。

可渗透性反应墙通过在地下水流下游设置阻隔墙让地下水流入其中时，与其中介质发生反应，进而达到修复污染的效果，因其原理简单、修复效率高、修复效果显著而被广泛应用。但常存在堵塞、板结和利用率低的问题，造成污染水体绕流，进而影响修复效率。

非连续渗透反应墙是指在钻孔中充填修复介质，在沿地下水流方向布置几列钻孔从而代替连续墙体的原位修复方法。以较小的屏障体积修复相同体积的受污染地下水，因此其成本更低。与连续性墙体一样存在堵塞、板结和利用率低的问题，其材料更换的是否及时将对修复效率产生很大的影响。目前常通过钻孔取样的方法检测非连续渗透反应墙内吸附或反应材料是否已失效，该方法效率低、成本高，且无法准确识别需要更换材料的修复钻孔，无法保证非连续渗透反应墙的修复效率。

地球物理方法作为一种非侵入性的快速探测方法，可以通过复电阻率信号响应研究材料的物理及化学变化，识别材料组分，因此可以通过地球物理勘探的手段，检测非连续渗透反应墙内吸附或反应材料是否需要更换，实现对非连续渗透反应墙的连续三维监测，保证服役时间。

发明内容

本发明克服了现有技术的缺陷，提出了一种基于复电阻率信号的非连续渗透反应墙运维检测方法。

本发明第一方面提供了一种基于复电阻率信号的非连续渗透反应墙运维检测方法，包括：

获取具有代表性的反应墙材料样品；

在实验室进行材料样品的标定；

根据非连续渗透反应墙上下游的监测井，判断污染现状；

当监测井出现异常时，布设物探钻孔对非连续渗透反应墙进行物探探测；

根据复电阻率信号确定吸附材料是否需要更换，保证非连续渗透反应墙的长期服役时间。本方案中，所述材料样品的取样应在非连续渗透反应墙布设后较短时间内获取，从垂直角度和30°角分别进行取样，以确保所取样品的代表性，且不影响反应墙发挥修复作用。

本方案中，所述进行材料样品的标定即对所获取材料样品和未反应材料分别进行材料残余率标定和复电阻率响应信号的采集，识别材料利用率和电性特征，并通过拟合材料残余率和复电阻率信号之间的关系确定电性参数的阈值。本方案中，所述非连续渗透反应墙为由一系列修复钻孔组成的井群，井群按照一定形状排列成井线。

本方案中，所述污染现状根据上下游监测井的浓度穿透曲线判断。

本方案中，所述物探钻孔分两列对称布设于反应墙两侧，布设位置及数量根据扫描方式确定。

沿地下水流方向两物探钻孔的中心位置与非连续渗透反应墙中心线所重合，物探钻孔的布设在沿地下水流向方向的距离：

物探钻孔垂直于地下水流方向的间距与非连续渗透反应墙两修复钻孔之间间距L相同。其垂直于地下水流向方向的布设长度D根据预算和污染情况进行适当调整，以尽可能地覆盖所有修复钻孔为结束标准。

本方案中，所述物探方法采用跨孔电阻率CT扫描法。

本方案中，所述跨孔电阻率CT扫描方法包括连续交叉式扫描和“伞”形扫描，其中连续交叉式扫描又包括横向扫描和“Z”字形扫描。

本方案中，所述通过连续交叉式跨孔电阻率CT扫描实现各修复钻孔的连续测量，应先对沿地下水流方向的修复钻孔进行物探探测，进行电信号分析，若未发现需要进行材料的更换，则从沿地下水流方向一侧的第一个物探钻孔与另一侧第二个物探钻孔按照斜交的方式进行物探探测，并按照“Z”字形依次往下进行测量。

本方案中，所述的“伞”形扫描方法，应先选定沿地下水流方向仅跨一个修复钻孔的一对物探钻孔进行物探探测，探测结束后，移动上游物探钻孔至下游，此时上一次物探探测的下游物探钻孔变为上游，两者组成物探对，对下一个修复钻孔进行探测；探测结束后，保持处在地下水流上游的物探钻孔位置不变，改变下游物探钻孔的位置，让其在垂直于地下水流方向移动，此时的物探扫描整体上呈现为“伞”形。如此反复，完成对所有修复钻孔的扫描，对非连续渗透反应墙起到全面探测的效果。本方案中，所述根据复电阻率信号确定吸附材料是否需要更换以物探剖面上固定的点位的电信号确定，若发现非连续渗透反应墙某修复钻孔位置电信号超出前述电性参数的阈值，则说明该处修复钻孔内的材料已无法再发挥作用，则进行材料的更换。

通过本发明方案，能够实现以下有益效果：

本发明对材料样品进行了标定，实现了由复电阻率信号判断材料利用率，可根据材料利用情况对材料是否失效做出判断，保证了非连续渗透反应墙的长期服役时间。

本发明创新性地提出了连续交叉式扫描和“伞”形物探数据采集方法，可利用有限的物探钻孔数量精准识别需更换材料的修复钻孔。利用地球物理勘探方法对非连续渗透反应墙进行扫描，实现了无损、快速探测。

本发明提出了一种基于物探方法的非连续渗透反应墙材料更换原则，可及时对失效的非连续渗透反应墙修复钻孔进行识别和材料的更换，提高了修复效率。

本发明公开了一种基于复电阻率信号的非连续渗透反应墙运维检测方法，通过获取材料样品，在实验室进行材料样品的标定；根据反应墙上下游的监测井，判断污染现状；当监测井出现异常时，布设物探钻孔对非连续渗透反应墙进行物探探测；根据复电阻率信号确定吸附材料是否需要更换，保证非连续渗透反应墙的长期服役时间。本发明对材料样品进行了标定，实现了由复电阻率信号判断材料利用率；利用地球物理勘探方法对非连续渗透反应墙进行扫描，实现了无损、快速探测，可精准识别需更换材料的修复钻孔；提出了一种基于物探方法的非连续渗透反应墙修复钻孔材料更换原则，可及时对失效的非连续渗透反应墙进行识别和材料的更换，提高了修复效率。

附图说明

图1为本发明实施例1方法流程示意图；

图2为本发明实施例1监测井浓度穿透曲线；

图3为本发明实施例1测线连续交叉式扫描布设示意图；

图4为本发明实施例1“伞”型扫描测线布设示意图。

图5示出了本发明一种基于复电阻率信号的非连续渗透反应墙运维检测系统的框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例1

图1为本发明实施例1方法流程示意图；

本实施例提供了一种基于复电阻率信号的非连续渗透反应墙运维检测方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：获取具有代表性的反应墙材料样品；

具体的，材料样品的取样应在非连续渗透反应墙布设后较短时间内获取，从垂直角度和30°角分别进行取样，以确保所取样品的代表性，且不影响反应墙发挥修复作用。

在本实施例中，首次取样后分别与上一次取样时间间隔10d、25d后再次取样，所获得材料样品共六组，以确定污染梯度边缘反应区的宽度及其相对于未反应材料的电性特征。

步骤2：在实验室进行材料样品的标定；

具体的，所述进行材料样品的标定即对所获取材料样品和未反应材料分别进行材料残余率标定和复电阻率响应信号的采集，识别材料利用率和电性特征。

在本实施例中，修复材料为零价铁，需要对材料进行扫描电子显微镜成像获取样品材料残余率，其为材料残余微粒数量与未反应材料微粒数量比值。对距离上梯度界面4cm处的剖面进行0.1-1000Hz不同频率的复电阻率测量。通过供电电极，在正弦波电流刺激下，记录材料的幅值和相位。根据测量得到材料样品的复电阻率信号，计算材料样品电阻率和极化率信号响应。利用同样的方法获取未反应材料的电阻率和极化率信号响应。拟合材料残余率和复电阻率信号之间的关系，以材料残余率为10%作为条件（此处认为材料已经失效），得到复电阻率信号阈值。步骤3：根据非连续渗透反应墙上下游的监测井，判断污染现状；

具体的，所述非连续渗透反应墙为由一系列修复钻孔组成的井群。所述污染现状根据上下游监测井的浓度穿透曲线判断。

图2为本发明实施例1监测井浓度穿透曲线；

在本实施例中，上下游监测井分别分布在非连续渗透反应墙的地下水流向上游和下游，当污染羽随着地下水流的运动而发生迁移时，会依次经过上游监测井、非连续渗透反应墙和下游监测井。经过上游监测井时，污染羽还未经反应或处理，此时的浓度穿透曲线如图2中a曲线所示，随着时间的增长其污染浓度不断增加，而后趋于稳定。污染羽流经非连续渗透反应墙后，其中放置的材料会对其进行吸附或者与其中的某些组分发生化学反应，从而达到降低污染羽浓度的效果，当经过非连续渗透反应墙的污染羽到达下游监测井时，此时的浓度穿透曲线应该如图2中b曲线所示，污染浓度稳定阶段较a曲线应该发生明显降低。若下游监测井的浓度穿透曲线如c所示（此处只做一个举例），随着时间的增长，污染浓度较a曲线显著降低后又发生明显升高，说明非连续渗透反应墙内的材料已经失效，需要确定修复钻孔进行材料的更换。

步骤4：当监测井出现异常时，布设物探钻孔对非连续渗透反应墙进行物探探测；

具体的，所述物探方法采用跨孔电阻率CT法。

具体的，所述物探钻孔分两列对称布设于反应墙两侧，布设位置及数量根据下述条件确定：

图3为本发明实施例1测线连续交叉式扫描布设示意图；

在本实施例中，所述污染羽沿地下水流向方向距离为X，垂直于地下水流向方向距离为Y，非连续渗透反应墙的位置已确定，其井间距为L，监测井沿地下水流向方向距离为A，垂直于地下水流向方向距离为B，物探钻孔沿沿地下水流向方向距离为C，垂直于地下水流向方向距离为D，如图3所示。其中B=0.8Y，其垂直于地下水流方向的中心点为污染羽垂直于地下水流方向中心点。距离污染羽扩散边缘的距离为0.2X。A=X，即沿地下水流方向的监测井相隔距离为污染羽沿地下水流向方向的距离X。非连续渗透反应墙以梅花状布置，布设井线为3条，沿着地下水流方向依次为第一条、第二条和第三条井线。第二条井线的位置为沿地下水流向方向两监测井和两物探钻孔的中心位置。修复钻孔的布设以污染羽垂直于地下水流方向中心点为起点依次向两侧进行布设，布设长度为。

沿地下水流方向两物探钻孔的中心位置与非连续渗透反应墙中心线所重合。物探钻孔的布设位置根据扫描方式确定，其在沿地下水流向方向的距离：

；

物探钻孔垂直于地下水流方向的间距与非连续渗透反应墙两修复钻孔之间间距L相同。其垂直于地下水流向方向的布设长度D根据预算和污染情况进行适当调整，以尽可能地覆盖所有修复钻孔为结束标准，本实施例中物探钻孔的布设以第一条井线的1号修复钻孔为开始标准，按钻孔间距L进行布设。

物探钻孔单次探测只需要两个钻孔形成一组钻孔对，通过在两钻孔内布设带有电极的物探测线进行孔间供电和电位差测量。

具体的，所述扫描方法包括连续交叉式扫描和“伞”形扫描，其中连续交叉式扫描又包括横向扫描和“Z”字形扫描。

具体的所述连续交叉式扫描方法中，通过连续交叉式跨孔电阻率CT扫描实现各修复钻孔的连续测量，先对沿地下水流方向的修复钻孔进行物探探测，进行电信号分析，若未发现需要进行材料的更换，则从沿地下水流方向一侧的第一个物探钻孔与另一侧第二个物探钻孔按照斜交的方式进行物探探测，并按照“Z”字形依次往下进行测量。

在本实施例中，选定非连续渗透反应墙一侧的物探钻孔a1和在另一侧的物探钻孔b1，两孔进行横向（跨1号修复钻孔）探测，之后调整物探钻孔由a1变为c1，两孔进行横向（跨2号修复钻孔）探测。同理，a2与b2进行横向（跨4号修复钻孔）探测，之后调整物探钻孔由a2变为c2，两孔进行横向（跨5号修复钻孔）探测，直到b5与c5两孔进行横向（跨14号修复钻孔）探测，此时横向探测结束。若未发现需要进行材料的更换，则选定a1和c2（跨3号修复钻孔）进行探测，并按照“Z”字形依次对c2和a3、a3和c4、c4和a5进行探测，直至完成所有修复钻孔的物探探测。如此反复扫描，多次采集，尽可能地扫描到所有的修复钻孔，对非连续渗透反应墙起到一个全面探测的效果。图4为本发明实施例1“伞”型扫描测线布设示意图。

具体所述的“伞”形扫描方法中，先选定沿地下水流方向仅跨一个修复钻孔的一对物探钻孔进行物探探测，探测结束后，移动上游物探钻孔至下游，此时上一次物探探测的下游物探钻孔变为上游，两者组成物探对，对下一个修复钻孔进行探测。探测结束后，保持处在地下水流上游的物探钻孔位置不变，改变下游物探钻孔的位置，让其在垂直于地下水流方向移动，此时的物探扫描整体上呈现为“伞”形。如此反复，完成对所有修复钻孔的扫描，对非连续渗透反应墙起到全面探测的效果。

在本实施例中的“伞”形扫描方法中，选定物探钻孔a1和b1，两孔进行横向探测（跨1号修复钻孔），之后调整物探钻孔由a1变为c1，两孔进行横向探测（跨2号修复钻孔）。调整物探钻孔由c1变为a3，两孔进行斜向探测（跨4号修复钻孔），调整物探钻孔由a3变为b2，两孔进行垂向探测（跨3号修复钻孔），调整物探钻孔由b2变为c3，两孔进行斜向探测（跨5号修复钻孔），以此类推。

在本实施例中，污染羽扩散深度为8m，修复钻孔深度为12m，为使物探探测全面探测到污染羽扩散情况，在单条物探测线上放置24个电极，电极间距为0.5m，测线总长度为11.5m，地下水水位埋深为1m，即首电极埋深为1m，物探钻孔深度为12.5m。测量阵列采用A-BMN型阵列，通过数据导入与反演速度快的Res2dinv软件进行数据反演，程序采用强制平滑的最小二乘法反演技术，最大迭代次数设置为7次。

步骤5：根据复电阻率信号确定吸附材料是否需要更换，保证非连续渗透反应墙的长期服役时间。

具体的，所述根据复电阻率信号确定吸附材料是否需要更换以物探剖面上固定的点位的电阻率或极化率信号确定，若发现非连续渗透反应墙某修复钻孔位置复电阻率信号超出由实验室标定材料样品所确定的复电阻率信号阈值，则说明该处修复钻孔内的材料已无法再发挥作用，则进行材料的更换。在本实施例中，主要污染组分为苯、氯苯和石油烃，其实验室标定结果显示材料失效时为高电阻率或低极化率（相比于修复材料零价铁）。对通过跨孔电阻率CT法获得的电阻率剖面进行解译，若复电阻率信号超出前述阈值，即电阻率或极化率超出前述标定结果，则说明此处的非连续渗透反应墙已失效，需要进行材料的更换。

根据本发明实施例，还包括：

获取各修复钻孔的跨孔电阻率CT扫描结果；

基于跨孔电阻率CT扫描结果，计算各修复钻孔中的复电阻率信号超出阈值的差值，并得到所有修复钻孔超出阈值的差值分布情况；

根据差值分布中各个差值的数值大小对反应墙的各区域进行分析，得到反应墙区域污染扩散趋势图；

基于反应墙区域污染扩散趋势图，生成反应墙各区域中材料的更换优先级。

需要说明的是，在计算出修复钻孔出现复电阻率信号超出阈值时，代表所在区域的反应墙材料需要更换，而本发明通过计算每个修复钻孔对应的复电阻率信号超出阈值的差值，从而根据差值的大小判断出污染扩散趋势，差值越大代表污染程度越高，进而基于污染扩散趋势图能够对反应墙各区域中材料进行更换优先级分析。从而提高污染修复的精准度与效率。

图5示出了本发明一种基于复电阻率信号的非连续渗透反应墙运维检测系统的框图。

本发明第二方面还提供了一种基于复电阻率信号的非连续渗透反应墙运维检测系统5，该系统包括：存储器51、处理器52，所述存储器中包括基于复电阻率信号的非连续渗透反应墙运维检测程序，所述基于复电阻率信号的非连续渗透反应墙运维检测程序被所述处理器执行时实现如下步骤：

步骤1：获取具有代表性的反应墙材料样品；

具体的，材料样品的取样应在非连续渗透反应墙布设后较短时间内获取，从垂直角度和30°角分别进行取样，以确保所取样品的代表性，且不影响反应墙发挥修复作用。

在本实施例中，首次取样后分别与上一次取样时间间隔10d、25d后再次取样，所获得材料样品共六组，以确定污染梯度边缘反应区的宽度及其相对于未反应材料的电性特征。

步骤2：在实验室进行材料样品的标定；

具体的，所述进行材料样品的标定即对所获取材料样品和未反应材料分别进行材料残余率标定和复电阻率响应信号的采集，识别材料利用率和电性特征。

在本实施例中，修复材料为零价铁，需要对材料进行扫描电子显微镜成像获取样品材料残余率，其为材料残余微粒数量与未反应材料微粒数量比值。对距离上梯度界面4cm处的剖面进行0.1-1000Hz不同频率的复电阻率测量。通过供电电极，在正弦波电流刺激下，记录材料的幅值和相位。根据测量得到材料样品的复电阻率信号，计算材料样品电阻率和极化率信号响应。利用同样的方法获取未反应材料的电阻率和极化率信号响应。拟合材料残余率和复电阻率信号之间的关系，以材料残余率为10%作为条件（此处认为材料已经失效），得到复电阻率信号阈值。步骤3：根据非连续渗透反应墙上下游的监测井，判断污染现状；

具体的，所述非连续渗透反应墙为由一系列修复钻孔组成的井群。所述污染现状根据上下游监测井的浓度穿透曲线判断。

在本实施例中，上下游监测井分别分布在非连续渗透反应墙的地下水流向上游和下游，当污染羽随着地下水流的运动而发生迁移时，会依次经过上游监测井、非连续渗透反应墙和下游监测井。经过上游监测井时，污染羽还未经反应或处理，此时的浓度穿透曲线如图2中a曲线所示，随着时间的增长其污染浓度不断增加，而后趋于稳定。污染羽流经非连续渗透反应墙后，其中放置的材料会对其进行吸附或者与其中的某些组分发生化学反应，从而达到降低污染羽浓度的效果，当经过非连续渗透反应墙的污染羽到达下游监测井时，此时的浓度穿透曲线应该如图2中b曲线所示，污染浓度稳定阶段较a曲线应该发生明显降低。若下游监测井的浓度穿透曲线如c所示（此处只做一个举例），随着时间的增长，污染浓度较a曲线显著降低后又发生明显升高，说明非连续渗透反应墙内的材料已经失效，需要确定修复钻孔进行材料的更换。步骤4：当监测井出现异常时，布设物探钻孔对非连续渗透反应墙进行物探探测；

具体的，所述物探方法采用跨孔电阻率CT法。

具体的，所述物探钻孔分两列对称布设于反应墙两侧，布设位置及数量根据下述条件确定：

在本实施例中，所述污染羽沿地下水流向方向距离为X，垂直于地下水流向方向距离为Y，非连续渗透反应墙的位置已确定，其井间距为L，监测井沿地下水流向方向距离为A，垂直于地下水流向方向距离为B，物探钻孔沿沿地下水流向方向距离为C，垂直于地下水流向方向距离为D，如图3所示。其中B=0.8Y，其垂直于地下水流方向的中心点为污染羽垂直于地下水流方向中心点。距离污染羽扩散边缘的距离为0.2X。A=X，即沿地下水流方向的监测井相隔距离为污染羽沿地下水流向方向的距离X。非连续渗透反应墙以梅花状布置，布设井线为3条，沿着地下水流方向依次为第一条、第二条和第三条井线。第二条井线的位置为沿地下水流向方向两监测井和两物探钻孔的中心位置。修复钻孔的布设以污染羽垂直于地下水流方向中心点为起点依次向两侧进行布设，布设长度为。

沿地下水流方向两物探钻孔的中心位置与非连续渗透反应墙中心线所重合。物探钻孔的布设位置根据扫描方式确定，其在沿地下水流向方向的距离：

；

物探钻孔垂直于地下水流方向的间距与非连续渗透反应墙两修复钻孔之间间距L相同。其垂直于地下水流向方向的布设长度D根据预算和污染情况进行适当调整，以尽可能地覆盖所有修复钻孔为结束标准，本实施例中物探钻孔的布设以第一条井线的1号修复钻孔为开始标准，按钻孔间距L进行布设。

物探钻孔单次探测只需要两个钻孔形成一组钻孔对，通过在两钻孔内布设带有电极的物探测线进行孔间供电和电位差测量。

具体的，所述扫描方法包括连续交叉式扫描和“伞”形扫描，其中连续交叉式扫描又包括横向扫描和“Z”字形扫描。

具体的所述连续交叉式扫描方法中，通过连续交叉式跨孔电阻率CT扫描实现各修复钻孔的连续测量，先对沿地下水流方向的修复钻孔进行物探探测，进行电信号分析，若未发现需要进行材料的更换，则从沿地下水流方向一侧的第一个物探钻孔与另一侧第二个物探钻孔按照斜交的方式进行物探探测，并按照“Z”字形依次往下进行测量。在本实施例中，选定非连续渗透反应墙一侧的物探钻孔a1和在另一侧的物探钻孔b1，两孔进行横向（跨1号修复钻孔）探测，之后调整物探钻孔由a1变为c1，两孔进行横向（跨2号修复钻孔）探测。同理，a2与b2进行横向（跨4号修复钻孔）探测，之后调整物探钻孔由a2变为c2，两孔进行横向（跨5号修复钻孔）探测，直到b5与c5两孔进行横向（跨14号修复钻孔）探测，此时横向探测结束。若未发现需要进行材料的更换，则选定a1和c2（跨3号修复钻孔）进行探测，并按照“Z”字形依次对c2和a3、a3和c4、c4和a5进行探测，直至完成所有修复钻孔的物探探测。如此反复扫描，多次采集，尽可能地扫描到所有的修复钻孔，对非连续渗透反应墙起到一个全面探测的效果。

具体所述的“伞”形扫描方法中，先选定沿地下水流方向仅跨一个修复钻孔的一对物探钻孔进行物探探测，探测结束后，移动上游物探钻孔至下游，此时上一次物探探测的下游物探钻孔变为上游，两者组成物探对，对下一个修复钻孔进行探测。探测结束后，保持处在地下水流上游的物探钻孔位置不变，改变下游物探钻孔的位置，让其在垂直于地下水流方向移动，此时的物探扫描整体上呈现为“伞”形。如此反复，完成对所有修复钻孔的扫描，对非连续渗透反应墙起到全面探测的效果。

在本实施例中的“伞”形扫描方法中，选定物探钻孔a1和b1，两孔进行横向探测（跨1号修复钻孔），之后调整物探钻孔由a1变为c1，两孔进行横向探测（跨2号修复钻孔）。调整物探钻孔由c1变为a3，两孔进行斜向探测（跨4号修复钻孔），调整物探钻孔由a3变为b2，两孔进行垂向探测（跨3号修复钻孔），调整物探钻孔由b2变为c3，两孔进行斜向探测（跨5号修复钻孔），以此类推。

在本实施例中，污染羽扩散深度为8m，修复钻孔深度为12m，为使物探探测全面探测到污染羽扩散情况，在单条物探测线上放置24个电极，电极间距为0.5m，测线总长度为11.5m，地下水水位埋深为1m，即首电极埋深为1m，物探钻孔深度为12.5m。测量阵列采用A-BMN型阵列，通过数据导入与反演速度快的Res2dinv软件进行数据反演，程序采用强制平滑的最小二乘法反演技术，最大迭代次数设置为7次。步骤5：根据复电阻率信号确定吸附材料是否需要更换，保证非连续渗透反应墙的长期服役时间。

具体的，所述根据复电阻率信号确定吸附材料是否需要更换以物探剖面上固定的点位的电阻率或极化率信号确定，若发现非连续渗透反应墙某修复钻孔位置复电阻率信号超出由实验室标定材料样品所确定的复电阻率信号阈值，则说明该处修复钻孔内的材料已无法再发挥作用，则进行材料的更换。

在本实施例中，主要污染组分为苯、氯苯和石油烃，其实验室标定结果显示材料失效时为高电阻率或低极化率（相比于修复材料零价铁）。对通过跨孔电阻率CT法获得的电阻率剖面进行解译，若复电阻率信号超出前述阈值，即电阻率或极化率超出前述标定结果，则说明此处的非连续渗透反应墙已失效，需要进行材料的更换。

本发明公开了一种基于复电阻率信号的非连续渗透反应墙运维检测方法，通过获取材料样品，在实验室进行材料样品的标定；根据反应墙上下游的监测井，判断污染现状；当监测井出现异常时，布设物探钻孔对非连续渗透反应墙进行物探探测；根据复电阻率信号确定吸附材料是否需要更换，保证非连续渗透反应墙的长期服役时间。本发明对材料样品进行了标定，实现了由复电阻率信号判断材料利用率；利用地球物理勘探方法对非连续渗透反应墙进行扫描，实现了无损、快速探测，可精准识别需更换材料的修复钻孔；提出了一种基于物探方法的非连续渗透反应墙修复钻孔材料更换原则，可及时对失效的非连续渗透反应墙进行识别和材料的更换，提高了修复效率。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于复电阻率信号的非连续渗透反应墙运维检测方法，其特征在于，包括：

获取具有代表性的反应墙材料样品；

在实验室进行材料样品的标定；

根据非连续渗透反应墙上下游的监测井，判断污染现状；

当监测井出现异常时，布设物探钻孔对非连续渗透反应墙进行物探探测；

根据复电阻率信号确定吸附材料是否需要更换，保证非连续渗透反应墙的长期服役时间；

其中，所述进行材料样品的标定即对所获取材料样品和未反应材料分别进行材料残余率标定和复电阻率响应信号的采集，识别材料利用率和电性特征，并通过拟合材料残余率和复电阻率信号之间的关系确定电性参数的阈值；

其中，所述物探探测方法采用跨孔电阻率CT扫描法；

其中，所述跨孔电阻率CT扫描方法包括连续交叉式扫描和“伞”形扫描，其中连续交叉式扫描又包括横向扫描和“Z”字形扫描；

其中，所述通过连续交叉式跨孔电阻率CT扫描实现各修复钻孔的连续测量，应先对沿地下水流方向的修复钻孔进行物探探测，进行电信号分析，若未发现需要进行材料的更换，则从沿地下水流方向一侧的第一个物探钻孔与另一侧第二个物探钻孔按照斜交的方式进行物探探测，并按照“Z”字形依次往下进行测量；

其中，所述的“伞”形扫描方法，应先选定沿地下水流方向仅跨一个修复钻孔的一对物探钻孔进行物探探测，探测结束后，移动上游物探钻孔至下游，此时上一次物探探测的下游物探钻孔变为上游，两者组成物探对，对下一个修复钻孔进行探测；探测结束后，保持处在地下水流上游的物探钻孔位置不变，改变下游物探钻孔的位置，让其在垂直于地下水流方向移动，此时的物探扫描整体上呈现为“伞”形；如此反复，完成对所有修复钻孔的扫描，对非连续渗透反应墙起到全面探测的效果。

2.根据权利要求1所述的一种基于复电阻率信号的非连续渗透反应墙运维检测方法，其特征在于，所述材料样品的取样应在非连续渗透反应墙布设后获取首次取样，首次取样后分别与上一次取样时间间隔 10d、25d 后再次取样，从垂直角度和30°角分别进行取样，以确保所取样品的代表性，且不影响反应墙发挥修复作用。

3.根据权利要求1所述的一种基于复电阻率信号的非连续渗透反应墙运维检测方法，其特征在于，所述非连续渗透反应墙为由一系列修复钻孔组成的井群，井群按照一定形状排列成井线。

4.根据权利要求1所述的一种基于复电阻率信号的非连续渗透反应墙运维检测方法，其特征在于，所述污染现状根据上下游监测井的浓度穿透曲线判断。

5.根据权利要求1所述的一种基于复电阻率信号的非连续渗透反应墙运维检测方法，其特征在于，所述物探钻孔分两列对称布设于反应墙两侧，布设位置及数量根据扫描方式确定；

沿地下水流方向两物探钻孔的中心位置与非连续渗透反应墙中心线所重合，物探钻孔的布设在沿地下水流向方向的距离：

；

物探钻孔垂直于地下水流方向的间距与非连续渗透反应墙两修复钻孔之间间距L相同；其垂直于地下水流向方向的布设长度D根据预算和污染情况进行调整，以覆盖所有修复钻孔为结束标准。

6.根据权利要求1所述的一种基于复电阻率信号的非连续渗透反应墙运维检测方法，其特征在于，所述根据复电阻率信号确定吸附材料是否需要更换以物探剖面上固定的点位的电信号确定，若发现非连续渗透反应墙某修复钻孔位置电信号超出前述电性参数的阈值，则说明该处修复钻孔内的材料已无法再发挥作用，则进行材料的更换。