CN117113641A - 一种平原水库库盆渗漏状况的获取方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种平原水库库盆渗漏状况的获取方法及系统，通过水库资料收集与周边原始含水层背景电阻率的初步调查，根据平原水库的平均水深，计算水上连续高密度电法的电极间距a，并进一步确定水上连续高密度电法测量阵列A，根据库水电阻率、地下水电阻率、周边原始含水层背景电阻率，确定渗漏区域电阻率阈值，提取库盆电阻率剖面中深度d处的电阻率数据，根据电阻率阈值，详细定位不同深度下的库盆渗漏区域。通过本发明，能够科学地对渗漏调查测线进行设计，合理规划数据采集密度，提升探测结果质量，实现更加详细、准确地评估库盆渗漏状况的目的。

Description

一种平原水库库盆渗漏状况的获取方法及系统
技术领域
本发明涉及水库检测领域，更具体的，涉及一种平原水库库盆渗漏状况的获取方法及系统。
背景技术
平原水库是水利工程的重要枢纽环节，也是水资源储蓄、调度、优化利用的关键性基础设施，在工业、农业、生活用水的供应方面发挥着重要作用，为平原地区的经济发展提供着水资源支撑。然而，平原水库受地质、水文、气象、人为等因素的共同影响，其地层通常具有较好的透水性，即使采取了相应的防渗措施，在多年持续高水位运行下，仍易于发生渗漏问题，这不仅会造成水资源浪费，还将导致周边地下水水位壅高，引起沼泽化、盐渍化等次生环境地质问题。
近年来，政府不断提高对病险水库检测治理工作的重视程度，平原水库渗漏问题检测的需求日益增长。但平原水库的渗漏点通常位于水下，由于库水的屏蔽遮挡，具有不易察觉、难以定位等特点，一旦渗漏发育成肉眼可见的异常现象，届时的治理和修复工作将耗费巨大，并且大范围不受控制的渗漏将对水库的安全运行造成严重的威胁。另一方面，平原水库中的水资源通常作为工农业和生活用水的水源，受到污染的影响面范围广，并且水库中已建成的防渗结构体系，不可轻易扰动，否则将引起更为严重的影响和损失。因此，对平原水库渗漏检测方法的限制较多、要求较高。
目前平原水库渗漏状况的获取方法以地球物理技术为主，但主要是针对水库围坝区域的渗漏分析，而缺少针对水库库盆渗漏状况的获取方法。平原水库库盆渗漏在现有的渗漏状况调查方法中经常被忽视，但库盆渗漏造成的影响和破坏不容小觑，少数针对水库库盆渗漏状况的获取方法通常采用地球物理中被动源的技术，存在效率低、抗干扰能力差、结果片面等不足，无法准确掌握平原水库库盆区域整体的渗漏状况。因此，现在急需一种精准掌握水库库盆渗漏状况的方法。
发明内容
本发明克服了现有技术的缺陷，提出了一种平原水库库盆渗漏状况的获取方法及系统。
本发明第一方面提供了一种平原水库库盆渗漏状况的获取方法，包括：
S1：水库基本资料收集与周边原始含水层背景电阻率ρb的初步调查；
S2：根据平原水库的平均水深Dave，计算水上连续高密度电法的电极间距a；
S3：根据周边原始含水层背景电阻率ρb、库水电阻率ρw、最大水深Dmax和平均水深Dave，确定水上连续高密度电法测量阵列A；
S4：根据平原水库的长度L、宽度W，确定水上连续高密度电法测线数量NL和测线长度l,并根据测线长度l确定该测线上视电阻率数据采集点的数量NP，按照设定测线，利用水上连续高密度电法采集测量区域内的视电阻率数据ρ；
S5：通过单条测线上的第一层视电阻率平均值评估该测线的数据质量，利用所有测线交点的前n层视电阻率误差Ean评估调查的整体数据质量；
S6：根据库水电阻率ρw、地下水电阻率ρg、周边原始含水层背景电阻率ρb，确定渗漏区域电阻率阈值ρt；
S7：反演视电阻率数据ρ，获取库盆电阻率剖面，对比库盆底部地层电阻率ρr与电阻率阈值ρt,圈定整体的库盆渗漏区域Z；
S8：提取库盆电阻率剖面中深度d处的电阻率数据ρd，根据电阻率阈值ρt，详细定位不同深度下的库盆渗漏区域Zd。
本方案中，所述水库基本资料收集中，水库基本资料包括平原水库的长度L、宽度W、最大水深Dmax、库水电阻率ρw、地下水电阻率ρg、地下水平均水位dave，含水层背景电阻率ρb的初步调查利用地面高密度电法在水库周边区域内进行，地面高密度电法的探测深度应位于地下水平均水位dave以下，初步调查的位置距离围坝轴线的距离H根据下式确定：
其中，W为水库的宽度。
3.根据权利要求1所述的一种平原水库库盆渗漏状况的获取方法，其特征在于，所述水上连续高密度电法的电极间距a根据平原水库的平均水深Dave确定，且满足以下表达式：
0.5Dave<a<1.5Dave,a∈N。
本方案中，所述水上连续高密度电法测线数量NL根据平原水库的长度L、宽度W按照下式确定：
式中x,y满足：
沿长度方向的测线长度lL满足:
lL＝L-100m
沿宽度方向的测线长度lW满足:
lW＝W-100m
测线上视电阻率数据采集点的数量NP按照下式确定：
式中z满足：
其中，z为控制测量区域中数据采集点数量的参数。
本方案中，所述测量阵列A由13个电极组成，沿测量方向的位置编号依次为1,2,3，…，13，由供测电极C1、C2进行供电，同时测量电极P1、P2、P3…、P11组成的10个通道的数据，具体的供测电极位置和测量通道根据周边原始含水层背景电阻率ρb、库水电阻率ρw、最大水深Dmax和平均水深Dave确定，测量阵列A中供测电极的位置编号遵循如下原则：
(1)若或/>或/>
则为阵列
A1：C1(2)、C2(12)、P1(7)、P2(8)、P3(6)、P4(9)、P5(5)、P6(10)、P7(4)、P8(11)、P9(3)、P10(13)、P11(1)；
(2)若或/>或/>
则为阵列
A2：C1(3)、C2(11)、P1(7)、P2(8)、P3(6)、P4(9)、P5(5)、P6(10)、P7(4)、P8(12)、P9(2)、P10(13)、P11(1)；
(3)若或/>或/>
则为阵列
A3：C1(4)、C2(10)、P1(7)、P2(8)、P3(6)、P4(9)、P5(5)、P6(11)、P7(3)、P8(12)、P9(2)、P10(13)、P11(1)；
(4)若或/>或/>
则为阵列
A4：C1(5)、C2(9)、P1(7)、P2(8)、P3(6)、P4(10)、P5(4)、P6(11)、P7(3)、P8(12)、P9(2)、P10(13)、P11(1)；
(5)若
则为阵列
A5：C1(6)、C2(8)、P1(7)、P2(9)、P3(5)、P4(10)、P5(4)、P6(11)、P7(3)、P8(12)、P9(2)、P10(13)、P11(1)；
测量阵列A中的10个测量通道依次为：
P1～P2、P2～P3、P3～P4、P4～P5、P5～P6、P6～P7、P7～P8、P8～P9、P9～P10、P10～P11，测得的视电阻率数据对应地分为10层，依次为：
ρa1、ρa2、ρa3、ρa4、ρa5、ρa6、ρa7、ρa8、ρa9、ρa10。
本方案中，所述通过单条测线上的第一层视电阻率平均值评估该测线的数据质量:
式中：为第i条测线上所有数据采集点的第一层视电阻率平均值，/>为第i条测线上第j个数据采集点的第一层视电阻率值，NP为第i条测线上视电阻率数据采集点的数量；
单条测线的视电阻率数据质量通过进行评价：/>时，若/>或/>时，/>代表测线数据质量优秀，可直接用于反演；/>时，若/>或/>时，/>代表测线数据质量良好，对偏移数据进行简单处理后可用于反演；/>时，若/>或/>时，则代表测线数据质量不合格，视电阻率数据不可信，应当对该测线进行重新测量并对重测数据进行再次评价，直至数据质量达到优秀或良好；
利用所有测线交点的前n层视电阻率误差Ean评估调查的整体数据质量：
式中：为第m个测线交点上前n层视电阻率的相对误差，/>分别为第m个测线交点上沿宽度方向和沿长度方向数据采集点的第n层视电阻率值，X为所有测线交点的数量，Ean所有测线交点的前n层视电阻率误差；
调查的整体数据质量通过Ean进行评价：当n≤3时，若Ean≤0.05，整体数据质量优秀，调查的结果可信，若0.05<Ean≤0.1，整体数据质量良好，调查结果较为可信，可结合采样等工作对结果进行验证，若Ean>0.1，则整体数据质量不合格，调查结果不可信，应当对调查采用的方案和参数进行重新设计并再次测量，直至整体数据质量达到优秀或良好；当n>3时，若Ean≤0.1，整体数据质量优秀，调查的结果可信，若0.1<Ean≤0.2，整体数据质量良好，调查结果较为可信，可结合采样等工作对结果进行验证，若Ean>0.3，则整体数据质量不合格，调查结果不可信，应当对调查采用的方案和参数进行重新设计并再次测量，直至整体数据质量达到优秀或良好。
本方案中，所述渗漏区域电阻率阈值ρt由下述公式确定：
式中：ρw为库水电阻率，ρg为地下水电阻率，ρb为周边原始含水层背景电阻率；
库盆整体渗漏区域Z的圈定遵循如下原则：
若ρw<ρg,则渗漏区域z的电阻率ρr与应满足：ρt≤ρr<ρb；
若ρw>ρG,则渗漏区域z的电阻率ρr与应满足：ρb<ρR≤ρt。
本方案中，所述不同深度下的库盆渗漏区域Zd，通过库盆电阻率剖面中深度d处的电阻率数据ρd进行定位，当ρw<ρg时，ρd≥ρb和ρd<ρt的区域将被去除，剩余ρt≤ρd<ρb的区域即为深度d下的库盆渗漏区域Zd；当ρw>ρg时，ρd>ρt和ρd≥ρb的区域将被去除，剩余ρb<ρr≤ρt的区域即为深度d下的库盆渗漏区域Zd。
本发明第二方面还提供了一种平原水库库盆渗漏状况的获取系统，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包括平原水库库盆渗漏状况的获取程序，所述平原水库库盆渗漏状况的获取程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
S1：水库基本资料收集与周边原始含水层背景电阻率ρb的初步调查；
S2：根据平原水库的平均水深Dave，计算水上连续高密度电法的电极间距a；
S3：根据周边原始含水层背景电阻率ρb、库水电阻率ρw、最大水深Dmax和平均水深Dave，确定水上连续高密度电法测量阵列A；
S4：根据平原水库的长度L、宽度W，确定水上连续高密度电法测线数量NL和测线长度l,并根据测线长度l确定该测线上视电阻率数据采集点的数量NP，按照设定测线，利用水上连续高密度电法采集测量区域内的视电阻率数据ρ；
S5：通过单条测线上的第一层视电阻率平均值评估该测线的数据质量，利用所有测线交点的前n层视电阻率误差Ean评估调查的整体数据质量；
S6：根据库水电阻率ρw、地下水电阻率ρg、周边原始含水层背景电阻率ρb，确定渗漏区域电阻率阈值ρt；
S7：反演视电阻率数据ρ，获取库盆电阻率剖面，对比库盆底部地层电阻率ρr与电阻率阈值ρt,圈定整体的库盆渗漏区域Z；
S8：提取库盆电阻率剖面中深度d处的电阻率数据ρd，根据电阻率阈值ρt，详细定位不同深度下的库盆渗漏区域ZD。
本方案中，所述水库基本资料收集中，水库基本资料包括平原水库的长度L、宽度W、最大水深Dmax、库水电阻率ρw、地下水电阻率ρg、地下水平均水位dave，含水层背景电阻率ρb的初步调查利用地面高密度电法在水库周边区域内进行，地面高密度电法的探测深度应位于地下水平均水位dave以下，初步调查的位置距离围坝轴线的距离H根据下式确定：
其中，W为水库的宽度。
通过本发明方案，能够实现以下有益效果：
本发明的方法通过快捷简单的初步调查数据便可确定用于平原水库平原水库库盆渗漏探测的电极间距和测量阵列，大大减少了前期繁琐勘察准备工作和数值模拟工作，根据水库的形状大小，科学地对渗漏调查测线进行设计，合理规划数据采集密度，提升探测结果质量。
本发明方法克服了水上连续测量不能实现数据互惠的缺点，提出了水上高密度电法探测平原水库库盆渗漏时单条测线上视电阻率数据质量的评价方法，综合考虑调查中所有测线的视电阻率数据特征，利用测线交点上对于同一区域的测量数据，通过所有交点的数据误差，更科学地评估整体数据质量。
本发明方法实现了平原水库平原水库库盆渗漏区域的分层圈定，由电阻率剖面和渗漏区域电阻率阈值刻画库盆整体渗漏区域和非渗漏区域的分布情况，提取等深电阻率数据构建库盆不同深度下的水平电阻率剖面，圈定多个深度下的渗漏区域，更加详细、准确地评估库盆渗漏状况。
本发明公开了一种平原水库库盆渗漏状况的获取方法及系统，通过水库资料收集与周边原始含水层背景电阻率的初步调查，根据平原水库的平均水深，计算水上连续高密度电法的电极间距a，并进一步确定水上连续高密度电法测量阵列A，根据库水电阻率、地下水电阻率、周边原始含水层背景电阻率，确定渗漏区域电阻率阈值，提取库盆电阻率剖面中深度d处的电阻率数据，根据电阻率阈值，详细定位不同深度下的库盆渗漏区域。通过本发明，能够科学地对渗漏调查测线进行设计，合理规划数据采集密度，提升探测结果质量，实现更加详细、准确地评估库盆渗漏状况的目的。
附图说明
图1示出了本发明一种平原水库库盆渗漏状况的获取方法的流程图；
图2示出了本发明一个或多个实施例提供的调查测线及测线交点的分布示意图；
图3示出了本发明一个或多个实施例提供的水上连续高密度电法测量阵列示意图；
图4示出了本发明一个或多个实施例提供的测线交点视电阻率分层示意图；
图5示出了本发明一个或多个实施例提供的整体库盆渗漏区域圈定示意图；
图6示出了本发明一个或多个实施例提供的不同深度下的库盆渗漏区域圈定示意图；
图7示出了本发明一种平原水库库盆渗漏状况的获取系统的框图。
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。
图1示出了本发明一种平原水库库盆渗漏状况的获取方法的流程图。
实施例一：
如图1所示，本实施例提供了一种平原水库库盆渗漏状况的获取方法，对于平原水库库盆视电阻率数据的获取，包括如下步骤：
S1：水库基本资料收集与周边原始含水层背景电阻率ρb的初步调查；
S2：根据平原水库的平均水深Dave，计算水上连续高密度电法的电极间距a；
S3：根据周边原始含水层背景电阻率ρb、库水电阻率ρw、最大水深Dmax和平均水深Dave，确定水上连续高密度电法测量阵列A；
S4：根据平原水库的长度L、宽度W，确定水上连续高密度电法测线数量NL和测线长度l,并根据测线长度l确定该测线上视电阻率数据采集点的数量NP，按照设定测线，利用水上连续高密度电法采集测量区域内的视电阻率数据ρ。
图2示出了本发明一个或多个实施例提供的调查测线及测线交点的分布示意图；
本实施例中，收集的平原水库的基本资料包括：平原水库的长度L＝3000m、宽度W＝2000m、最大水深Dmax＝11m、平均水深Dave＝9m、库水电阻率ρw＝9.5Ω·m、地下水电阻率ρg＝0.9Ω·m、地下水平均水位dave＝1m。水库周边的背景调查利用地面高密度电法进行，初步调查的位置距离围坝轴线的距离H满足如图2所示，本实施例中H≤100m，地面高密度电法的探测深度大于地下水平均水位，测得含水层背景电阻率ρb＝1.5Ω·m。
水上连续高密度电法的电极间距a根据平原水库的平均水深Dave确定，即，0.5Dave<a<1.5Dave,a∈N。本实施例中，平原水库的平均水深Dave＝9m，因此水上连续高密度电法的电极间距a应满足：4.5<a<13.5,a∈N，本实施例中取a＝5。
图3示出了本发明一个或多个实施例提供的水上连续高密度电法测量阵列示意图；
水上连续高密度电法测量阵列A由13个电极组成，沿测量方向的位置编号依次为1,2,3，…，13，由供测电极C1、C2进行供电，同时测量电极P1、P2、P3…、P11组成的10个通道的数据，根据周边原始含水层背景电阻率ρb、库水电阻率ρw、最大水深Dmax和平均水深Dave，测量阵列A中供测电极的位置编号遵循如下原则：若或/>或/>则为阵列A1；若/> 或/>或/>则为阵列A2；若或/>或/>则为阵列A3；若/>或/>或/>则为阵列A4；若/>则为阵列A5。上述A1至A5阵列中供测电极的位置及测量通道的详细说明如图3所示，本实施例中， 满足阵列A4的条件，因此本实施例确定测量阵列为A4。
水上连续高密度电法测线数量NL根据平原水库的长度L、宽度W确定，满足x,y为控制测量区域中测线密度的参数，本实施例中L＝3000m，W＝2000m，因此取x＝200m，y＝300m，测线数量NL＝10+10，即，本实施例中水上连续高密度电法测线沿长度方向和宽度方向各10条，如图2所示。沿长度方向的测线长度lL满足lL＝L-100m，沿宽度方向的测线长度lW满足lW＝W-100m,本实施例中，lL＝2900m，lW＝1900m,测线上视电阻率数据采集点数量NP满足/>z为控制测量区域中数据采集点数量的参数,本实施例中取z＝10m,则沿长度方向的数据采集点数量NP＝290,沿宽度方向的数据采集点数量NP＝190。按照设定速度沿测线行驶，利用水上连续高密度电法采集测量区域内的视电阻率数据ρ。
实施例二:
如图1所示，本实施例提供了一种平原水库库盆渗漏状况的获取方法，对于平原水库库盆视电阻率数据质量的评估和，包括如下步骤：
S5：通过单条测线上的第一层视电阻率平均值评估该测线的数据质量，利用所有测线交点的前n层视电阻率误差Ean评估调查的整体数据质量。
图4示出了本发明一个或多个实施例提供的测线交点视电阻率分层示意图；
图4为本实施例一中测线1与测线2的交点视电阻率分层示意图，其中，测线1的第一层视电阻率平均值测线2的第一层视电阻率平均值/>库水电阻率ρw＝9.5Ω·m，因此满足/>且代表两条测线的视电阻率数据质量优秀，可直接用于反演。
本实施例中，所有的测线交叉点共100个，如图2所示，所有测线交点的前3层视电阻率误差Ea3和前5层视电阻率误差Ea5分别为：
式中：和/>为第m个测线交点上前3层和前5层视电阻率的相对误差，分别为第m个测线交点上沿宽度方向和沿长度方向数据采集点的第n层视电阻率值。
根据本实施例中的实测数据，算得Ea3＝0.033、Ea5＝0.053，对于前3层的视电阻率数据，有n≤3时，Ea3＝0.033≤0.05，代表整体数据质量优秀，调查的结果可信；对于前5层的视电阻率数据，有n>3时，Ea5＝0.053≤0.1，代表整体数据质量优秀，调查的结果可信。
实施例三：
如图1所示，本实施例提供了一种平原水库库盆渗漏状况的获取方法，对于平原水库库盆渗漏区域的圈定，包括如下步骤：
S6：根据库水电阻率ρw、地下水电阻率ρg、周边原始含水层背景电阻率ρb，确定渗漏区域电阻率阈值ρt；
S7：反演视电阻率数据ρ，获取库盆电阻率剖面，对比库盆底部地层电阻率ρr与电阻率阈值ρt,圈定整体的库盆渗漏区域Z；
S8：提取库盆电阻率剖面中深度d处的电阻率数据ρd，根据电阻率阈值ρt，详细定位不同深度下的库盆渗漏区域Zd。
渗漏区域电阻率阈值ρt由下述公式确定：
式中：ρw为库水电阻率，ρg为地下水电阻率，ρb为周边原始含水层背景电阻率。
库盆整体渗漏区域Z的圈定遵循如下原则：
若ρw<ρg,则渗漏区域Z的电阻率ρr与应满足：ρt≤ρr<ρb；
若ρw>ρg,则渗漏区域Z的电阻率ρr与应满足：ρb<ρr≤ρt。
图5示出了本发明一个或多个实施例提供的整体库盆渗漏区域圈定示意图；
本实施例中，且ρw>ρg,则渗漏区域Z的电阻率ρr与应满足：1.5Ω·m<ρr≤15.8Ω·m。据此，圈定了本实施例中的整体渗漏区域Z，如图5所示。
图6示出了本发明一个或多个实施例提供的不同深度下的库盆渗漏区域圈定示意图；
不同深度下的库盆渗漏区域Zd，通过库盆电阻率剖面中深度d处的电阻率数据ρd进行定位，当ρw<ρg时，ρd≥ρb和ρd<ρt的区域将被去除，剩余ρt≤ρd<ρb的区域即为深度d下的库盆渗漏区域Zd；当ρw>ρg时，ρd>ρt和ρd≥ρb的区域将被去除，剩余ρb<ρr≤ρt的区域即为深度d下的库盆渗漏区域Zd。本实施例中，取d1、d2、d3、d4、d55个深度的等深电阻率数据，详细定位不同深度下的库盆渗漏区域Zd，如图6所示。
根据本发明实施例三中，还包括：
获取d1、d2、d3、d4、d5中5个深度下的库盆渗漏区域，并将渗透区域分别标记为Z1，Z2，Z3，Z4，Z5；
根据盆库形状大小构建可视化的盆库渗透模型；
根据Z1，Z2，Z3，Z4，Z5，将5个渗透区域的位置、轮廓、面积信息导入盆库渗透模型；
分析并提取每一深度的渗透区域的形状轮廓特征，得到不同深度下的渗透区域轮廓特征；
基于所述渗透区域轮廓特征，结合深度大小，对渗透区域轮廓进行多深度连续模拟，并得到基于三维的渗透区域模型；
将渗透区域模型导入盆库渗透模型；
获取用户指定深度d；
将d导入盆库渗透模型，基于d，对盆库渗透模型进行相应深度位置的模型横截面获取，得到基于二维的渗透截面图；
所述渗透截面图包括深度d、渗透区域、无渗透区域信息；
将所述渗透截面图与盆库渗透模型通过预设终端设备进行显示。
需要说明的是，所述盆库渗透模型为可视化的三维模型，用户能够通过所述模型对水库的渗漏状况进行更为直观地预览。本发明根据已知计算中不同深度的渗透区域Z进行连续模拟，得到基于三维模型下的盆库渗透模型，能够让用户更为直观地查看盆库渗透情况，对后续渗透评估与渗透修复具有良好的指导参考作用。另外，用户可以指定任意深度d进行对应渗透区域的计算与显示。所述预设终端设备包括计算机终端设备与移动终端设备。
图7示出了本发明一种平原水库库盆渗漏状况的获取系统的框图。
本发明第二方面还提供了一种平原水库库盆渗漏状况的获取系统4，该系统包括：存储器71、处理器72，所述存储器中包括平原水库库盆渗漏状况的获取程序，所述平原水库库盆渗漏状况的获取程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
S1：水库基本资料收集与周边原始含水层背景电阻率ρb的初步调查；
S2：根据平原水库的平均水深Dave，计算水上连续高密度电法的电极间距a；
S3：根据周边原始含水层背景电阻率ρb、库水电阻率ρw、最大水深Dmax和平均水深Dave，确定水上连续高密度电法测量阵列A；
S4：根据平原水库的长度L、宽度W，确定水上连续高密度电法测线数量NL和测线长度l,并根据测线长度l确定该测线上视电阻率数据采集点的数量NP，按照设定测线，利用水上连续高密度电法采集测量区域内的视电阻率数据ρ；
S5：通过单条测线上的第一层视电阻率平均值评估该测线的数据质量，利用所有测线交点的前n层视电阻率误差Ean评估调查的整体数据质量；
S6：根据库水电阻率ρw、地下水电阻率ρg、周边原始含水层背景电阻率ρt，确定渗漏区域电阻率阈值ρt；
S7：反演视电阻率数据ρ，获取库盆电阻率剖面，对比库盆底部地层电阻率ρr与电阻率阈值ρt,圈定整体的库盆渗漏区域Z；
S8：提取库盆电阻率剖面中深度d处的电阻率数据ρD，根据电阻率阈值ρT，详细定位不同深度下的库盆渗漏区域ZD。
本发明公开了一种平原水库库盆渗漏状况的获取方法及系统，通过水库资料收集与周边原始含水层背景电阻率的初步调查，根据平原水库的平均水深，计算水上连续高密度电法的电极间距a，并进一步确定水上连续高密度电法测量阵列A，根据库水电阻率、地下水电阻率、周边原始含水层背景电阻率，确定渗漏区域电阻率阈值，提取库盆电阻率剖面中深度d处的电阻率数据，根据电阻率阈值，详细定位不同深度下的库盆渗漏区域。通过本发明，能够科学地对渗漏调查测线进行设计，合理规划数据采集密度，提升探测结果质量，实现更加详细、准确地评估库盆渗漏状况的目的。
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 (10)

1.一种平原水库库盆渗漏状况的获取方法，其特征在于，包括：
S1：水库基本资料收集与周边原始含水层背景电阻率ρb的初步调查；
S2：根据平原水库的平均水深Dave，计算水上连续高密度电法的电极间距a；
S3：根据周边原始含水层背景电阻率ρb、库水电阻率ρw、最大水深Dmax和平均水深Dave，确定水上连续高密度电法测量阵列A；
S4：根据平原水库的长度L、宽度W，确定水上连续高密度电法测线数量ML和测线长度l，并根据测线长度l确定该测线上视电阻率数据采集点的数量MP，按照设定测线，利用水上连续高密度电法采集测量区域内的视电阻率数据ρ；
S5：通过单条测线上的第一层视电阻率平均值评估该测线的数据质量，利用所有测线交点的前n层视电阻率误差Ean评估调查的整体数据质量；
S6：根据库水电阻率ρw、地下水电阻率ρg、周边原始含水层背景电阻率ρb，确定渗漏区域电阻率阈值ρt；
S7：反演视电阻率数据ρ，获取库盆电阻率剖面，对比库盆底部地层电阻率ρr与电阻率阈值ρt，圈定整体的库盆渗漏区域Z；
S8：提取库盆电阻率剖面中深度d处的电阻率数据ρd，根据电阻率阈值ρt，详细定位不同深度下的库盆渗漏区域Zd。
2.根据权利要求1所述的一种平原水库库盆渗漏状况的获取方法，其特征在于，所述水库基本资料收集中，水库基本资料包括平原水库的长度L、宽度W、最大水深Dmax、库水电阻率ρw、地下水电阻率ρg、地下水平均水位dave，含水层背景电阻率ρb的初步调查利用地面高密度电法在水库周边区域内进行，地面高密度电法的探测深度应位于地下水平均水位dave以下，初步调查的位置距离围坝轴线的距离H根据下式确定：
其中，W为水库的宽度。
3.根据权利要求1所述的一种平原水库库盆渗漏状况的获取方法，其特征在于，所述水上连续高密度电法的电极间距a根据平原水库的平均水深Dave确定，且满足以下表达式：
0.5Dave<a<1.5Dave，a为正整数。
4.根据权利要求1所述的一种平原水库库盆渗漏状况的获取方法，其特征在于，所述水上连续高密度电法测线数量ML根据平原水库的长度L、宽度W按照下式确定：
式中x，y满足：
沿长度方向的测线长度lL满足：
lL＝L-100m
沿宽度方向的测线长度lW满足：
lW＝W-100m
测线上视电阻率数据采集点的数量NP按照下式确定：
式中z满足：
其中，z为控制测量区域中数据采集点数量的参数。
5.根据权利要求1所述的一种平原水库库盆渗漏状况的获取方法，其特征在于，所述测量阵列A由13个电极组成，沿测量方向的位置编号依次为1，2，3，…，13，由供电电极C1、C2进行供电，同时测量电极P1、P2、P3…、P11组成的10个测量通道，具体的电极位置和测量通道根据周边原始含水层背景电阻率ρb、库水电阻率ρw、最大水深Dmax和平均水深Dave确定，测量阵列A中供测电极的位置编号遵循如下原则：
(1)若或/>或/>
则为阵列A1：C1(2)、C2(12)、P1(7)、P2(8)、P3(6)、
P4(9)、P5(5)、P6(10)、P7(4)、P8(11)、P9(3)、P10(13)、P11(1)；
(2)若或/>或/>则为阵列
A2：C1(3)、C2(11)、P1(7)、P2(8)、P3(6)、P4(9)、P5(5)、P6(10)、P7(4)、P8(12)、P9(2)、P10(13)、P11(1)；
(3)若或/>或/>
则为阵列
A3：C1(4)、C2(10)、P1(7)、P2(8)、P3(6)、P4(9)、P5(5)、P6(11)、P7(3)、P8(12)、P9(2)、P10(13)、P11(1)；
(4)若或/>或/>
则为阵列
A4：C1(5)、C2(9)、P1(7)、P2(8)、P3(6)、P4(10)、P5(4)、P6(11)、P7(3)、F8(12)、P9(2)、P10(13)、P11(1)；
(5)若
则为阵列
A5：C1(6)、C2(8)、P1(7)、P2(9)、P3(5)、P4(10)、P5(4)、P6(11)、P7(3)、P8(12)、P9(2)、P10(13)、P11(1)；
测量阵列A中的10个测量通道依次为：
P1～P2、P2～P3、P3～P4、P4～P5、P5～P6、P6～P7、P7～P8、P8～P9、P9～P10、P10～P11，测得的视电阻率数据对应地分为10层，依次为：
ρa1、ρa2、ρa3、ρa4、ρa5、ρa6、ρa7、ρa8、ρa9、ρa10。
6.根据权利要求1所述的一种平原水库库盆渗漏状况的获取方法，其特征在于，所述通过单条测线上的第一层视电阻率平均值评估该测线的数据质量：
式中：为第i条测线上所有数据采集点的第一层视电阻率平均值，/>为第i条测线上第j个数据采集点的第一层视电阻率值，NP为第i条测线上视电阻率数据采集点的数量；
单条测线的视电阻率数据质量通过进行评价：/>时，若/>或时，/>代表测线数据质量优秀，可直接用于反演；/>时，若或/>时，/>代表测线数据质量良好，对偏移数据进行简单处理后可用于反演；/>时，若/>或/>时，则代表测线数据质量不合格，视电阻率数据不可信，应当对该测线进行重新测量并对重测数据进行再次评价，直至数据质量达到优秀或良好；
利用所有测线交点的前n层视电阻率误差Ean评估调查的整体数据质量：
式中：为第m个测线交点上前n层视电阻率的相对误差，/>分别为第m个测线交点上沿宽度方向和沿长度方向数据采集点的第n层视电阻率值，X为所有测线交点的数量，Ean所有测线交点的前n层视电阻率误差；
调查的整体数据质量通过Ean进行评价：当n≤3时，若Ean≤0.05，整体数据质量优秀，调查的结果可信，若0.05<Ean≤0.1，整体数据质量良好，调查结果较为可信，可结合采样等工作对结果进行验证，若Ean＞0.1，则整体数据质量不合格，调查结果不可信，应当对调查采用的方案和参数进行重新设计并再次测量，直至整体数据质量达到优秀或良好；当n＞3时，若Ean≤0.1，整体数据质量优秀，调查的结果可信，若0.1<Ean≤0.2，整体数据质量良好，调查结果较为可信，可结合采样工作对结果进行验证，若Ean＞0.3，则整体数据质量不合格，调查结果不可信，应当对调查采用的方案和参数进行重新设计并再次测量，直至整体数据质量达到优秀或良好。
7.根据权利要求1所述的一种平原水库库盆渗漏状况的获取方法，其特征在于，所述渗漏区域电阻率阈值ρt由下述公式确定：
式中：ρw为库水电阻率，ρg为地下水电阻率，ρb为周边原始含水层背景电阻率；
库盆整体渗漏区域Z的圈定遵循如下原则：
若ρw<ρg，则渗漏区域Z的电阻率ρr与应满足：ρt≤ρr<ρb；
若ρw＞ρg，则渗漏区域Z的电阻率ρr与应满足：ρb<ρr≤ρt。
8.根据权利要求1所述的一种平原水库库盆渗漏状况的获取方法，其特征在于，所述不同深度下的库盆渗漏区域Zd，通过库盆电阻率剖面中深度d处的电阻率数据ρd进行定位，当ρw<ρg时，ρd≥ρb和ρd<ρt的区域将被去除，剩余ρt≤ρd<ρb的区域即为深度d下的库盆渗漏区域Zd；当ρw＞ρg时，ρd＞ρt和ρd≥ρb的区域将被去除，剩余ρb<ρr≤ρt的区域即为深度d下的库盆渗漏区域Zd。
9.一种平原水库库盆渗漏状况的获取系统，其特征在于，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包括平原水库库盆渗漏状况的获取程序，所述平原水库库盆渗漏状况的获取程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
S1：水库基本资料收集与周边原始含水层背景电阻率ρb的初步调查；
S2：根据平原水库的平均水深Dave，计算水上连续高密度电法的电极间距a；
S3：根据周边原始含水层背景电阻率ρb、库水电阻率ρw、最大水深Dmax和平均水深Dave，确定水上连续高密度电法测量阵列A；
S4：根据平原水库的长度L、宽度W，确定水上连续高密度电法测线数量ML和测线长度l，并根据测线长度l确定该测线上视电阻率数据采集点的数量MP，按照设定测线，利用水上连续高密度电法采集测量区域内的视电阻率数据ρ；
S5：通过单条测线上的第一层视电阻率平均值评估该测线的数据质量，利用所有测线交点的前n层视电阻率误差Ean评估调查的整体数据质量；
S6：根据库水电阻率ρw、地下水电阻率ρg、周边原始含水层背景电阻率ρb，确定渗漏区域电阻率阈值ρt；
S7：反演视电阻率数据ρ，获取库盆电阻率剖面，对比库盆底部地层电阻率ρr与电阻率阈值ρt，圈定整体的库盆渗漏区域Z；
S8：提取库盆电阻率剖面中深度d处的电阻率数据ρd，根据电阻率阈值ρt，详细定位不同深度下的库盆渗漏区域Zd。
10.根据权利要求9所述的一种平原水库库盆渗漏状况的获取系统，其特征在于，所述水库基本资料收集中，水库基本资料包括平原水库的长度L、宽度W、最大水深Dmax、库水电阻率ρw、地下水电阻率ρg、地下水平均水位dave，含水层背景电阻率ρb的初步调查利用地面高密度电法在水库周边区域内进行，地面高密度电法的探测深度应位于地下水平均水位dave以下，初步调查的位置距离围坝轴线的距离H根据下式确定：
其中，W为水库的宽度。
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