CN115508263B - 污染场地含水层渗透系数的测定方法及装置、设备、介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开污染场地含水层渗透系数的测定方法及装置、设备、介质，该方法包括：在污染场地内的多个关键位置分别建立分层监测井，获取第一单层渗透系数及分别对应的第一岩性厚度。通过多个第一单层渗透系数以及对应的第一岩性厚度建立线性拟合关系。获取目标位置的各层岩性层的第二岩性厚度，通过线性拟合关系和第二岩性厚度，确定目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数。根据关键位置的各层岩性层的第一单层渗透系数和第一岩性厚度，确定第一等效渗透系数；根据目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数和第二岩性厚度，确定第二等效渗透系数。相比常规技术，本发明实现了低成本获取整个场地范围的多位置含水层的等效渗透系数。
Description
技术领域
本发明涉及地下水污染监测技术领域，具体涉及污染场地含水层渗透系数的测定方法及装置、设备、介质。
背景技术
平原区工业活动密集，地下水污染场地分布相对较多，该地区含水介质多由粉质粘土、粉土、砂土等不同渗透性岩性多层交互沉积形成，形成层状含水层，受不同岩性地层厚度差异影响，含水层渗透系数的非均质性较强，而渗透系数是控制场地地下水污染分布和迁移趋势的关键参数，准确识别层状非均质含水层渗透系数对于场地污染的判断和防控至关重要。
但在污染场地调查阶段，场地内监测井数量相对较少，且大规模开展抽水试验容易造成污染范围的人为扩大，而微水试验仅可用于获取监测井周边相对较小范围的渗透系数。此外，巢式分层监测井的建设成本相对较高，不宜大规模建设。
发明内容
有鉴于此，本发明提供污染场地含水层渗透系数的测定方法及装置、设备、介质。
本发明提出的技术方案如下：
本发明实施例第一方面提供污染场地含水层渗透系数的测定方法，包括：
在污染场地内的多个关键位置分别建立分层监测井；所述分层监测井包括多个单层监测井，所述单层监测井用于测定所处的岩性层的第一单层渗透系数和第一岩性厚度；对于各个单层监测井所处的岩性层，获取与所述分层监测井数量相同的第一单层渗透系数，以及获取各个所述第一单层渗透系数分别对应的第一岩性厚度；对于各个单层监测井所处的岩性层，通过多个所述第一单层渗透系数以及对应的第一岩性厚度建立线性拟合关系；获取所述污染场地内的目标位置的各层岩性层的第二岩性厚度，通过所述线性拟合关系和所述第二岩性厚度，确定各个目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数；根据关键位置的各层岩性层的第一单层渗透系数和第一岩性厚度，确定所述关键位置的第一等效渗透系数；根据目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数和第二岩性厚度，确定所述目标位置的第二等效渗透系数。
本发明实施例在获取多个关键位置、同一层岩性层的渗透系数后，利用渗透系数与岩性厚度的拟合后得到的线性关系，可将场地内其他位置、数量众多的钻孔岩性厚度数据转化为渗透系数，本发明相比现有技术实现低成本获取整个场地多位置含水层的等效渗透系数，减少计算等效渗透系数的工作量，各组监测井分层开展试验，获取分层渗透系数的同时，防范了因抽水等扰动造成的污染人为扩散。
结合第一方面，在第一方面的第一实施例中，污染场地含水层渗透系数的测定方法，还包括：建立多层混合监测井；所述多层混合监测井用于测定多层混合监测井所处位置的第三等效渗透系数，所述多层混合监测井所处位置与多个关键位置中的一个关键位置之间的距离小于设定值；根据所述多个关键位置中的一个关键位置的第一等效渗透系数和所述第三等效渗透系数确定校正系数；通过所述校正系数，对所述关键位置的第一等效渗透系数和所述目标位置的第二等效渗透系数进行校正。
本实施例利用多个关键位置中的一个关键位置的第一等效渗透系数和多层混合监测井测定的第三等效渗透系数，比较二者差异，计算等效渗透系数校正系数，该校正系数为关键位置的第一等效渗透系数和目标位置的第二等效渗透系数的定量提供校正依据，使得计算等效系数更符合场地客观条件，提高了获取关键位置和目标位置的等效渗透系数的准确度。仅在场地开展1口多层混合监测井试验，可防范因试验导致的污染扩散。
结合第一方面或第一方面的第一实施例，在第一方面的第二实施例中，所述获取所述污染场地内的目标位置的各层岩性层的第二岩性厚度，通过所述线性拟合关系和所述第二岩性厚度，确定各个目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数，包括：获取通过钻孔方式确定的所述污染场地内的目标位置的各层岩性层的第二岩性厚度；对于所述各个单层监测井所处的岩性层，分别读取各个线性拟合关系中第一单层渗透系数与第一岩性厚度的比例系数，根据所述第二岩性厚度和对应的比例系数确定各个目标位置的第二单层渗透系数。
本发明实施例通过钻孔方式确定的污染场地内的目标位置的各层岩性层的第二岩性厚度，充分利用场地调查阶段大量钻孔岩性及其厚度数据，获取多点位、分层渗透系数，同时避免了因大规模开展试验可能造成的场地污染人为扩散。利用第一单层渗透系数与第一岩性厚度的比例系数，结合第二岩性厚度获取各个目标位置的第二单层渗透系数，实现将场地内其他位置、数量众多的利用钻孔获取的岩性厚度数据转化为单层渗透系数，实现整个场地范围的多位置、分层渗透系数获取，简化各个目标位置的第二单层渗透系数的计算，提高了计算各个目标位置的第二单层渗透系数的准确度。
结合第一方面或第一方面的第一实施例，在第一方面的第三实施例中，所述根据关键位置的各层岩性层的第一单层渗透系数和第一岩性厚度，确定所述关键位置的第一等效渗透系数，包括：分别确定所述关键位置的各层岩性层的第一单层渗透系数与第一岩性厚度的乘积后进行求和计算，得到第一加和值；确定所述关键位置的各层岩性层的第一岩性厚度之和，得到第二加和值；确定所述第一加和值与所述第二加和值的比值，得到所述关键位置的第一等效渗透系数。
本发明实施例通过将关键位置的各层岩性层的第一单层渗透系数与第一岩性厚度的乘积之和与关键位置的各层岩性层的第一岩性厚度之和的比值作为关键位置的第一等效渗透系数，进一步提高了关键位置的等效渗透系数的准确度。
结合第一方面的第三实施例，在第一方面的第四实施例中，所述根据目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数和第二岩性厚度，确定所述目标位置的第二等效渗透系数，包括：分别确定所述目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数与第二岩性厚度的乘积后进行求和计算，得到第三加和值；确定所述目标位置的各层岩性层的第二岩性厚度之和，得到第四加和值；确定所述第三加和值与所述第四加和值的比值，得到所述目标位置的第二等效渗透系数。
本发明实施例通过将目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数与第二岩性厚度的乘积之和与目标位置的各层岩性层的第二岩性厚度之和的比值作为目标位置的第二等效渗透系数，进一步提高了目标位置的等效渗透系数的准确度。
结合第一方面或第一方面的第一实施例中，所述关键位置包括：污染场地上游边界中部内侧位置、污染场地中心位置、污染场地下游边界两端内侧位置。
本发明实施例结合场地地下水流动特征及污染扩散趋势，在污染场地上游边界中部内侧位置、污染场地中心位置、污染场地下游边界两端内侧位置建立4组分层监测井，基本覆盖场地关键位置。各组监测井分层开展试验，获取分层渗透系数的同时，防范了因抽水等扰动造成的污染人为扩散。
结合第一方面的第一实施例，在第一方面的第六实施例中，所述单层监测井，用于通过微水试验的方式测定单层监测井所处位置的第一单层渗透系数；
所述多层混合监测井，用于通过抽水试验的方式测定多层混合监测井所处位置的第三等效渗透系数。
本发明实施例通过微水试验的方式测定单层监测井所处位置的第一单层渗透系数提高计算第一单层渗透系数的准确度和效率，由于微水试验时间短、不需要抽水和附加的观测孔，故既经济又简便，对地下水正常观测的影响也较小，几乎不造成任何污染。通过抽水试验的方式测定多层混合监测井所处位置的第三等效渗透系数进一步提高计算第三等效渗透系数的准确度。
本发明实施例第二方面提供一种含水层渗透系数的测定装置，其特征在于，包括：
第一数据获取模块，用于对于各个单层监测井所处的岩性层，获取与所述分层监测井数量相同的第一单层渗透系数，以及获取各个所述第一单层渗透系数分别对应的第一岩性厚度；
其中，所述第一单层渗透系数和所述第一岩性厚度基于分层监测井中的多个单层监测井测定，多个所述分层监测井分别设置于污染场地内的多个关键位置；
拟合关系建立模块，用于对于各个单层监测井所处的岩性层，通过多个所述第一单层渗透系数以及对应的第一岩性厚度建立线性拟合关系；
第二数据获取模块，用于获取所述污染场地内的目标位置的各层岩性层的第二岩性厚度，通过所述线性拟合关系和所述第二岩性厚度，确定各个目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数；
渗透系数确定模块，用于根据关键位置的各层岩性层的第一单层渗透系数和第一岩性厚度，确定所述关键位置的第一等效渗透系数；渗透系数确定模块用于根据目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数和第二岩性厚度，确定所述目标位置的第二等效渗透系数。
本发明实施例第三方面提供一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行如本发明实施例第一方面及第一方面任一可选实施方式所述的污染场地含水层渗透系数的测定方法。
本发明实施例第四方面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指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如本发明实施例第一方面及第一方面任一可选实施方式所述的污染场地含水层渗透系数的测定方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中污染场地含水层渗透系数的测定方法的流程示意图；
图2为本发明实施例中分层监测井和多层混合监测井的结构示意图；
图3为本发明另一实施例中污染场地含水层渗透系数的测定方法的流程示意图；
图4为本发明实施例中确定各个目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数的流程示意图；
图5为本发明实施例中确定关键位置的第一等效渗透系数的流程示意图；
图6为本发明实施例中确定目标位置的第二等效渗透系数的流程示意图；
图7为本发明实施例中关键位置的位置关系示意图；
图8为本发明实施例中污染场地含水层渗透系数的测定方法中可选的一种实施流程的示意图；
图9为本发明实施例中含水层渗透系数的测定装置的结构框图；
图10为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明实施例提供污染场地含水层渗透系数的测定方法，如图1所示，包括：
步骤101：在污染场地内的多个关键位置分别建立分层监测井；分层监测井包括多个单层监测井，单层监测井用于测定所处的岩性层的第一单层渗透系数和第一岩性厚度。具体地，污染场地内的多个关键位置根据地下水流动特征及污染扩散趋势选择，每组分层监测井由多个单层监测井组成，如图2所示，每组分层监测井内，由浅层至深层，利用各单层监测井分别开展试验，计算获取各单层渗透系数，每组分层监测井内单层监测井数量及其监测层位根据场地地层分布确定，为便于开展试验及监测，单层监测井井径至少为75mm，不同组的分层监测井可同时开展组内试验。分层监测井，既可用于渗透系数的分层计算，同时可采集样品，为污染物含量、水文地球化学条件等的分层表征提供依据。
步骤102：对于各个单层监测井所处的岩性层，获取与分层监测井数量相同的第一单层渗透系数，以及获取各个第一单层渗透系数分别对应的第一岩性厚度。具体地，第一单层渗透系数表示一个单层监测井所在位置的单层岩性层的渗透系数，含水层包括不同岩性的岩性层，例如，腐殖土，粗砂，粘土，风化砂等，第一岩性厚度表示一个单层监测井所在位置的单层岩性层的厚度，利用各个单层监测井获取各个岩性层不同位置的第一单层渗透系数和对应岩性层和位置的第一岩性厚度。
步骤103：对于各个单层监测井所处的岩性层，通过多个第一单层渗透系数以及对应的第一岩性厚度建立线性拟合关系。具体地，根据多个关键位置的同层单层监测井获取的多个单层渗透系数，及其各自对应的岩性厚度即第一岩性厚度，通过拟合建立该层渗透系数和岩性厚度的线性拟合关系。
步骤104：获取污染场地内的目标位置的各层岩性层的第二岩性厚度，通过线性拟合关系和第二岩性厚度，确定各个目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数。具体地，目标位置为污染场地中除分层监测井以外的其他位置，目标位置的数量可以根据污染场地条件和需求进行选择，第二岩性厚度表示一个目标位置的单层岩性层的厚度，第二单层渗透系数表示一个目标位置的单层岩性层的渗透系数。将得到的第二岩性厚度代入线性拟合关系，可以得到各个目标位置的第二单层渗透系数。
步骤105：根据关键位置的各层岩性层的第一单层渗透系数和第一岩性厚度，确定关键位置的第一等效渗透系数；根据目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数和第二岩性厚度，确定目标位置的第二等效渗透系数。
具体地，第一等效渗透系数代表关键位置的包括所有岩性层的整个含水层的渗透系数，第二等效渗透系数代表目标位置的包括所有岩性层的整个含水层的渗透系数，根据第二单层渗透系数和第二岩性厚度进行相关分析计算确定目标位置的第一等效渗透系数，根据第一单层渗透系数以及第一岩性厚度进行相关分析计算确定关键位置的第二等效渗透系数。
本发明实施例在获取多个关键位置、同一层岩性层的渗透系数后，利用渗透系数与岩性厚度的拟合后得到的线性关系，可将场地内其他位置、数量众多的钻孔岩性厚度数据转化为渗透系数，实现利用低成本获取整个场地多位置含水层的等效渗透系数，减少计算等效渗透系数的工作量，各组分层监测井分层开展试验，获取单层渗透系数的同时，防范了因抽水等扰动造成的污染人为扩散。
在一实施例中，如图3所示，污染场地含水层渗透系数的测定方法，还包括：
步骤201：建立多层混合监测井；多层混合监测井用于测定多层混合监测井所处位置的第三等效渗透系数，多层混合监测井所处位置与多个关键位置中的一个关键位置之间的距离小于设定值。具体地，多层混合监测井可以通过试验测定多层混合监测井所处位置的包含所有岩性层的整个含水层的渗透系数的多层混合监测井，第三等效渗透系数代表多层混合监测井所处位置整个含水层的渗透系数，多个关键位置中的一个关键位置代表多个关键位置中任一关键位置都可以，在确定多层混合监测井的位置之前，需要先选择一个关键位置，由于获取第三等效渗透系数是为了和多个关键位置中的一个关键位置的第一等效渗透系数确定校正系数，因此多层混合监测井的位置和多个关键位置中的一个关键位置之间的距离不能太远，该距离需要小于设定值，设定值可以根据实际需要进行设置，例如设置为1米，2米，3米等。
步骤202：根据多个关键位置中的一个关键位置的第一等效渗透系数和第三等效渗透系数确定校正系数。具体地，首先利用上一实施例确定多个关键位置中的一个关键位置的第一等效渗透系数，再根据多个关键位置中的一个关键位置的第一等效渗透系数和第三等效渗透系数进行分析计算确定校正系数，例如，将多个关键位置中的一个关键位置的第一等效渗透系数Kp和第三等效渗透系数Kt作比，得到的比值作为校正系数r，如式(1)：
步骤203：通过校正系数，对关键位置的第一等效渗透系数和目标位置的第二等效渗透系数进行校正。具体地，利用校正系数，根据计算校正系数的方法对关键位置的第一等效渗透系数和目标位置的第二等效渗透系数进行校正，例如，将校正系数和关键位置的第一等效渗透系数或目标位置的第二等效渗透系数相乘得到校正后的等效渗透系数。
本实施例利用多个关键位置中的一个关键位置的第一等效渗透系数和多层混合监测井测定的第三等效渗透系数，计算等效渗透系数校正系数，该校正系数为关键位置的第一等效渗透系数和目标位置的第二等效渗透系数的定量提供校正依据，使得计算等效系数更符合场地客观条件，提高了获取关键位置和目标位置的等效渗透系数的准确度。仅在场地开展1口多层混合监测井试验，可防范因试验导致的污染扩散。
在一实施例中，如图4所示，获取污染场地内的目标位置的各层岩性层的第二岩性厚度，通过线性拟合关系和第二岩性厚度，确定各个目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数，包括：
步骤301：获取通过钻孔方式确定的污染场地内的目标位置的各层岩性层的第二岩性厚度。具体地，地质数据一般主要以工程钻探形式获得，通过钻孔，来获取基本岩性信息和取样分析数据，从而获得详细的地层信息，如地层年代、地层名称、地层厚度、岩石名称、岩性描述、底界深度等。通过钻孔方式可以获取污染场地内的除分层监测井和多层混合监测井以外的任一位置的各层岩性层的第二岩性厚度。
步骤302：对于各个单层监测井所处的岩性层，分别读取各个线性拟合关系中第一单层渗透系数与第一岩性厚度的比例系数，根据第二岩性厚度和对应的比例系数确定各个目标位置的第二单层渗透系数。具体地，根据达西定律，单层岩性厚度和渗透系数呈反比例关系，根据多个关键位置的同层单层监测井获取的多个单层渗透系数，及其各自对应的岩性厚度即第一岩性厚度，利用公式(2)建立该层渗透系数和岩性厚度的反比例关系，获取比例系数c，公式(2)如下：
式中，K为单层渗透系数，H为该层岩性厚度，c为比例系数。
本发明实施例通过钻孔方式确定的污染场地内的目标位置的各层岩性层的第二岩性厚度，充分利用场地调查阶段大量钻孔岩性及其厚度数据，获取多点位、单层渗透系数，同时避免了因大规模开展试验可能造成的场地污染人为扩散。利用第一单层渗透系数与第一岩性厚度的比例系数，结合第二岩性厚度获取各个目标位置的第二单层渗透系数，实现将场地内其他位置、数量众多的利用钻孔获取的岩性厚度数据转化为单层渗透系数，实现整个场地范围的多位置的单层渗透系数获取，简化各个目标位置的第二单层渗透系数的计算，提高了计算各个目标位置的第二单层渗透系数的准确度。
在一实施例中，如图5所示，根据关键位置的各层岩性层的第一单层渗透系数和第一岩性厚度，确定关键位置的第一等效渗透系数，包括：
步骤401：分别确定关键位置的各层岩性层的第一单层渗透系数与第一岩性厚度的乘积后进行求和计算，得到第一加和值。具体地，先计算关键位置的每层岩性层的第一单层渗透系数与对应的第一岩性厚度的乘积，再将得到的关键位置的所有岩性层的乘积进行求和，得到第一加和值，如式：其中，Ki为关键位置的第i岩性层的单层渗透系数，Mi为关键位置的第i岩性层的岩性厚度。
步骤402：确定关键位置的各层岩性层的第一岩性厚度之和，得到第二加和值。具体地，将关键位置的各层岩性层的第一岩性厚度求和，得到第二加和值，如式：Mi为关键位置的第i层岩性厚度。
步骤403：确定第一加和值与第二加和值的比值，得到关键位置的第一等效渗透系数。计算第一加和值与第二加和值的比值，该比值即为关键位置的第一等效渗透系数，如公式(3)：
其中，Kp为关键位置的层状非均质含水层等效渗透系数即第一等效渗透系数，Ki为关键位置的第i岩性层的单层渗透系数，Mi为关键位置的第i层岩性厚度。
本发明实施例通过将关键位置的各层岩性层的第一单层渗透系数与第一岩性厚度的乘积之和与关键位置的各层岩性层的第一岩性厚度之和的比值作为关键位置的第一等效渗透系数，进一步提高了关键位置的等效渗透系数的准确度。
在一实施例中，如图6所示，根据目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数和第二岩性厚度，确定目标位置的第二等效渗透系数，包括：
步骤501：分别确定目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数与第二岩性厚度的乘积后进行求和计算，得到第三加和值。具体内容参见步骤401，此处不再赘述。
步骤502：确定目标位置的各层岩性层的第二岩性厚度之和，得到第四加和值。具体内容参见步骤402，此处不再赘述。
步骤503：确定第三加和值与第四加和值的比值，得到目标位置的第二等效渗透系数。具体内容参见步骤403，此处不再赘述。
本发明实施例通过将目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数与第二岩性厚度的乘积之和与目标位置的各层岩性层的第二岩性厚度之和的比值作为目标位置的第二等效渗透系数，进一步提高了目标位置的等效渗透系数的准确度。
在一实施例中，关键位置包括：污染场地上游边界中部内侧位置、污染场地中心位置、污染场地下游边界两端内侧位置。具体地，如图7所示，地下水由上向下流，图中上部代表污染场地上游，图中中部代表中游，图中下部代表下游，污染场地上游边界中部内侧位置为图中上部边界内侧中心位置，污染场地中心位置为图中中部中心位置，污染场地下游边界两端内侧位置分别为图中左下角和右下角位置。
本发明实施例结合场地地下水流动特征及污染扩散趋势，在污染场地上游边界中部内侧位置、污染场地中心位置、污染场地下游边界两端内侧位置共建立4组分层监测井，基本覆盖场地关键位置。各组监测井分层开展试验，获取分层渗透系数的同时，防范了因抽水等扰动造成的污染人为扩散。
在一实施例中，单层监测井，用于通过微水试验的方式测定单层监测井所处位置的第一单层渗透系数。多层混合监测井，用于通过抽水试验的方式测定多层混合监测井所处位置的第三等效渗透系数。具体地，为获取层状非均质含水层渗透系数，通常利用抽水试验、微水试验等水文地质试验方法，将多层地层介质概化成统一的含水层***，在此基础上可通过大规模建设监测井的方式，实现对含水层渗透系数的测定。微水试验是测定水文地质参数一种方法，该方法是一种简便且相对快速获取水文地质参数的野外试验方法，其实质是通过瞬时向钻孔注入一定水量(或其它方式)引起水位突然变化，观测钻孔水位随时间恢复规律，与标准曲线拟合确定钻孔附近水文地质参数，微水试验是在一个试验钻孔中进行试验，不仅能用来确定含水层的渗透系数，还可以计算贮水系数。
抽水试验按孔数可分为：单孔抽水试验、多孔抽水、群孔干扰抽水，在单孔抽水试验中，由于没有观测孔，只能根据抽水试验未稳定前的水位，做出降深-半对数时间图，以图解法来求渗透系数或根据水位恢复数据，以图解法来求岩石渗透系数。按水位稳定性分为：稳定流抽水试验和非稳定流抽水试验方法，按抽水孔类型分为：完整井和非完整井。
本发明实施例通过微水试验的方式测定单层监测井所处位置的第一单层渗透系数提高计算第一单层渗透系数的准确度和效率，微水试验时间短、不需要抽水和附加的观测孔，既经济又简便，对地下水正常观测的影响也较小，几乎不造成任何污染。通过抽水试验的方式测定多层混合监测井所处位置的第三等效渗透系数进一步提高计算第三等效渗透系数的准确度。
在一具体实施例中，如图7和图8所示，分别在污染场地上游边界中部内侧、污染场地中心位置、污染场地下游边界两端内侧建立1组分层监测井，用于开展微水试验，单层监测井井径至少为75mm；每组分层监测井由多个单层监测井组成，每组分层监测井内，由浅层至深层，利用各单层监测井分别开展微水试验，计算获取各单层渗透系数。不同组的分层监测井可同时开展组内微水试验。在上游边界中部内侧的分层监测井周边2m范围内，建立1口多层混合监测井，监测层位为整个层状非均质含水层，用于开展抽水试验，为便于开展抽水试验及监测，多层混合监测井井径至少为110mm。各分层监测井和多层混合监测井钻探建井过程中详细记录不同地层岩性及厚度。通过钻孔方式确定污染场地内其他位置的各层岩性层的岩性厚度和岩性分布等钻孔数据。
根据达西定律，单层岩性厚度和渗透系数呈反比例关系，根据4个关键位置的某一岩性层的同层监测井获取4组第一单层渗透系数，及其各自对应的4组第一岩性厚度，利用公式(2)建立该层第一单层渗透系数和第一岩性厚度的线性拟合关系，获取比例系数c，利用该比例系数c，根据目标位置已知岩性分布的第二岩性厚度，计算得到各个目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数。根据地下水动力学，将根据位于污染场地上游边界中部内侧的分层监测井获取的第一单层渗透系数和对应第一岩性厚度利用公式(3)计算整个层状非均质含水层第一等效渗透系数Kp。利用公式(1)计算第一等效渗透系数Kp和通过多层混合监测井开展抽水试验获取的第三等效渗透系数Kt的比值，得到二者之间的校正系数r。利用该校正系数，可对目标位置第二等效渗透系数和关键位置的第一等效渗透系数进行校正，评价层状含水岩组整体导水情况。
本发明实施例还提供一种含水层渗透系数的测定装置，如图9所示，包括：
第一数据获取模块11，用于对于各个单层监测井所处的岩性层，获取与分层监测井数量相同的第一单层渗透系数，以及获取各个第一单层渗透系数分别对应的第一岩性厚度；
其中，第一单层渗透系数和第一岩性厚度基于分层监测井中的多个单层监测井测定，多个分层监测井分别设置于污染场地内的多个关键位置；
拟合关系建立模块12，用于对于各个单层监测井所处的岩性层，通过多个第一单层渗透系数以及对应的第一岩性厚度建立线性拟合关系；
第二数据获取模块13，用于获取污染场地内的目标位置的各层岩性层的第二岩性厚度，通过线性拟合关系和第二岩性厚度，确定各个目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数；
渗透系数确定模块14，用于根据关键位置的各层岩性层的第一单层渗透系数和第一岩性厚度，确定关键位置的第一等效渗透系数；渗透系数确定模块用于根据目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数和第二岩性厚度，确定目标位置的第二等效渗透系数。
在一实施例中，含水层渗透系数的测定装置，还包括：
第三数据获取模块15，用于测定多层混合监测井所处位置的第三等效渗透系数，多层混合监测井所处位置与多个关键位置中的一个关键位置之间的距离小于设定值。
校正系数确定模块16，用于根据多个关键位置中的一个关键位置的第一等效渗透系数和第三等效渗透系数确定校正系数。
等效渗透系数校正模块17，用于通过校正系数，对关键位置的第一等效渗透系数和目标位置的第二等效渗透系数进行校正。
在一实施例中，含水层渗透系数的测定装置的第二数据获取模块13包括：
岩性厚度获取子模块131，用于获取通过钻孔方式确定的污染场地内的目标位置的各层岩性层的第二岩性厚度。
渗透系数确定子模块132，用于对于各个单层监测井所处的岩性层，分别读取各个线性拟合关系中第一单层渗透系数与第一岩性厚度的比例系数，根据第二岩性厚度和对应的比例系数确定各个目标位置的第二单层渗透系数。
在一实施例中，含水层渗透系数的测定装置的渗透系数确定模块14包括：
第一求和子模块141，用于分别确定关键位置的各层岩性层的第一单层渗透系数与第一岩性厚度的乘积后进行求和计算，得到第一加和值。
第二求和子模块142，用于确定关键位置的各层岩性层的第一岩性厚度之和，得到第二加和值。
等效渗透系数确定子模块143，用于确定第一加和值与第二加和值的比值，得到关键位置的第一等效渗透系数。
上述含水层渗透系数的测定装置的具体限定以及有益效果可以参见上文中污染场地含水层渗透系数的测定方法的限定，在此不再赘述。上述各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
图10是根据一示例性实施例提出的一种电子设备的硬件结构示意图。如图10所示，该设备包括一个或多个处理器21以及存储器22，存储器22包括持久内存、易失内存和硬盘，图10中以一个处理器21为例。该设备还可以包括：输入装置23和输出装置24。
处理器21、存储器22、输入装置23和输出装置24可以通过总线或者其他方式连接，图10中以通过总线连接为例。
处理器21可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器21还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器22作为一种非暂态计算机可读存储介质，包括持久内存、易失内存和硬盘，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块。处理器21通过运行存储在存储器22中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述任意污染场地污染场地含水层渗透系数的测定方法。
存储器22可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据、需要使用的数据等。此外，存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器22可选包括相对于处理器21远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至数据处理装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置23可接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置24可包括显示屏等显示设备。
一个或者多个模块存储在存储器22中，当被一个或者多个处理器21执行时，执行如图1所示的污染场地含水层渗透系数的测定方法。
上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，具体可参见如图1所示的实施例中的相关描述。
本发明实施例还提供了一种非暂态计算机存储介质，计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的方法。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(RandomAccess Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下对这些实施例进行各种变化、替换和修改，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。
此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。
Claims (10)
1.污染场地含水层渗透系数的测定方法，其特征在于，包括：
在污染场地内的多个关键位置分别建立分层监测井，所述分层监测井包括多个单层监测井，所述单层监测井用于测定所处的岩性层的第一单层渗透系数和第一岩性厚度；
对于各个单层监测井所处的岩性层，获取与所述分层监测井数量相同的第一单层渗透系数，以及获取各个所述第一单层渗透系数分别对应的第一岩性厚度；
对于各个单层监测井所处的岩性层，通过多个所述第一单层渗透系数以及对应的第一岩性厚度建立线性拟合关系，包括：根据多个关键位置的同层单层监测井获取的多个单层渗透系数，及其各自对应的岩性厚度即第一岩性厚度，通过拟合建立该层渗透系数和岩性厚度的线性拟合关系；
获取所述污染场地内的目标位置的各层岩性层的第二岩性厚度，通过所述线性拟合关系和所述第二岩性厚度，确定各个目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数；
根据关键位置的各层岩性层的第一单层渗透系数和第一岩性厚度，确定所述关键位置的第一等效渗透系数；根据目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数和第二岩性厚度，确定所述目标位置的第二等效渗透系数。
2.根据权利要求1所述的污染场地含水层渗透系数的测定方法，其特征在于，还包括：
建立多层混合监测井；所述多层混合监测井用于测定多层混合监测井所处位置的第三等效渗透系数，所述多层混合监测井所处位置与多个关键位置中的一个关键位置之间的距离小于设定值；
根据所述多个关键位置中的一个关键位置的第一等效渗透系数和所述第三等效渗透系数确定校正系数；
通过所述校正系数，对所述关键位置的第一等效渗透系数和所述目标位置的第二等效渗透系数进行校正。
3.根据权利要求1或2所述的污染场地含水层渗透系数的测定方法，其特征在于，所述获取所述污染场地内的目标位置的各层岩性层的第二岩性厚度，通过所述线性拟合关系和所述第二岩性厚度，确定各个目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数，包括：
获取通过钻孔方式确定的所述污染场地内的目标位置的各层岩性层的第二岩性厚度；
对于所述各个单层监测井所处的岩性层，分别读取各个线性拟合关系中第一单层渗透系数与第一岩性厚度的比例系数，根据所述第二岩性厚度和对应的比例系数确定各个目标位置的第二单层渗透系数。
4.根据权利要求1或2所述的污染场地含水层渗透系数的测定方法，其特征在于，所述根据关键位置的各层岩性层的第一单层渗透系数和第一岩性厚度，确定所述关键位置的第一等效渗透系数，包括：
分别确定所述关键位置的各层岩性层的第一单层渗透系数与第一岩性厚度的乘积后进行求和计算，得到第一加和值；
确定所述关键位置的各层岩性层的第一岩性厚度之和，得到第二加和值；
确定所述第一加和值与所述第二加和值的比值，得到所述关键位置的第一等效渗透系数。
5.根据权利要求4所述的污染场地含水层渗透系数的测定方法，其特征在于，所述根据目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数和第二岩性厚度，确定所述目标位置的第二等效渗透系数，包括：
分别确定所述目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数与第二岩性厚度的乘积后进行求和计算，得到第三加和值；
确定所述目标位置的各层岩性层的第二岩性厚度之和，得到第四加和值；
确定所述第三加和值与所述第四加和值的比值，得到所述目标位置的第二等效渗透系数。
6.根据权利要求1或2所述的污染场地含水层渗透系数的测定方法，其特征在于，
所述关键位置包括：污染场地上游边界中部内侧位置、污染场地中心位置、污染场地下游边界两端内侧位置。
7.根据权利要求2所述的污染场地含水层渗透系数的测定方法，其特征在于，
所述单层监测井，用于通过微水试验的方式测定单层监测井所处位置的第一单层渗透系数；
所述多层混合监测井，用于通过抽水试验的方式测定多层混合监测井所处位置的第三等效渗透系数。
8.一种含水层渗透系数的测定装置，其特征在于，包括：
第一数据获取模块，用于对于各个单层监测井所处的岩性层，获取与分层监测井数量相同的第一单层渗透系数，以及获取各个所述第一单层渗透系数分别对应的第一岩性厚度；
其中，所述第一单层渗透系数和所述第一岩性厚度基于分层监测井中的多个单层监测井测定，多个分层监测井分别设置于污染场地内的多个关键位置；
拟合关系建立模块，用于对于各个单层监测井所处的岩性层，通过多个所述第一单层渗透系数以及对应的第一岩性厚度建立线性拟合关系，包括：根据多个关键位置的同层单层监测井获取的多个单层渗透系数，及其各自对应的岩性厚度即第一岩性厚度，通过拟合建立该层渗透系数和岩性厚度的线性拟合关系；
第二数据获取模块，用于获取所述污染场地内的目标位置的各层岩性层的第二岩性厚度，通过所述线性拟合关系和所述第二岩性厚度，确定各个目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数；
渗透系数确定模块，用于根据关键位置的各层岩性层的第一单层渗透系数和第一岩性厚度，确定所述关键位置的第一等效渗透系数；渗透系数确定模块用于根据目标位置的各层岩性层的第二单层渗透系数和第二岩性厚度，确定所述目标位置的第二等效渗透系数。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行如权利要求1-7任一项所述的污染场地含水层渗透系数的测定方法。
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指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如权利要求1-7任一项所述的污染场地含水层渗透系数的测定方法。
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Non-Patent Citations (2)
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|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115508263A (zh) | 2022-12-23 |
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