[發明專利]海岸帶沉積層咸淡水交換原位電學監測方法及裝置

在審

• 申請號: 201810559838.2
• 申請日: 2018-06-02
• 公開（公告）號: CN108896615A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 郭秀軍;李寧
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 王艷珍

1.一種海岸帶沉積層咸淡水交換原位電學監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、采集海岸帶沉積層土體電阻率，形成電學監測剖面，包括：采集沿垂直于海岸帶的方向長度為M米以及自該沉積層上表面向下0～N米深度的土體電阻率，其中，M＞0，N＞0；

(2)、根據所述電學監測剖面中的土體電阻率計算出總淡水排泄量。

2.根據權利要求1所述的海岸帶沉積層咸淡水交換原位電學監測方法，其特征在于，步驟(2)中總淡水排泄量的計算方法為：

(21)、獲取土體電阻率變化差值百分數剖面，將所述土體電阻率變化差值百分數剖面劃分為若干區域，根據各區域的平均土體電阻率分別計算在漲潮和落潮時各區域的平均孔隙水鹽度；

(22)、根據各區域的平均孔隙水鹽度變化計算各區域的淡水排泄量，將所有區域的淡水排泄量求和計算得到總淡水排泄量。

3.根據權利要求2所述的海岸帶沉積層咸淡水交換原位電學監測方法，其特征在于，步驟(21)中各區域的平均孔隙水鹽度的計算方法為：

其中，R_w為該區域內的平均孔隙水電阻率，平均孔隙水電阻率的計算方法為：

F為該區域內的土體結構因子，由測量得到，R_f為該區域內的平均土體電阻率。

4.根據權利要求3所述的海岸帶沉積層咸淡水交換原位電學監測方法，其特征在于，步驟(22)中各區域的淡水排泄量的計算方法為：

各區域的總鹽量分別在漲潮和落潮時相等，根據鹽量守恒，計算出該區域沖入的淡水量，也即該區域的淡水排泄量，

鹽量守恒公式為：S_hV_sal＝(V_sal+V_sgd)S_l，可得：

其中，S_h為漲潮時該區域的平均孔隙水鹽度，S_l為落潮時該區域的平均孔隙水鹽度，V_sal為該區域的體積，V_sgd為該區域的淡水排泄量。

5.根據權利要求2所述的海岸帶沉積層咸淡水交換原位電學監測方法，其特征在于，步驟(21)中，位于同一區域的不同位置處的土體電阻率變化率小于20％。

6.根據權利1-5任一項所述的海岸帶沉積層咸淡水交換原位電學監測方法，其特征在于，步驟(1)中采集海岸帶沉積層中剖面各層電阻率的方法為：

(11)、在沉積層上沿垂直于海岸帶的方向鋪設監測電纜，所述監測電纜上布設有多個電極，所述監測電纜與采集站連接，所述采集站通過導線與電源模塊連接；

(12)、對海岸帶沉積層剖面的各層電位進行掃描測量，包括：

采集站從多個電極中選擇部分電極作為工作電極，其余電極休眠，所述工作電極包括供電電極和測量電極，所述供電電極和測量電極分別為兩個，相鄰兩電極之間的距離為一個電極距，兩個供電電極之間的距離為供電電極距離，兩個測量電極之間的距離為測量電極距離，供電電極距離和測量電極距離為一個電極距的整數倍；

工作電極確定后，所述采集站控制電源模塊為供電電極供電，并且控制測量電極返回其當前電位數據，將兩個供電電極的連線中點與測量電極的連線中點的連線中點確定為單次數據采集點的橫坐標位置，完成單次數據點采集，保持供電電極距離和測量電極距離不變，重新選擇工作電極，重復測量步驟，直至監測電纜上的每一電極均被至少一次選擇作為過工作電極，完成對海岸帶斷面上其中一層電位數據的測量，完成對海岸帶斷面上其中一層電位數據的測量后，采集站重新確定供電電極距離以及測量電極距離，并且以重新確定后的供電電極距離和測量電極距離選擇工作電極，執行海岸帶斷面另外一層電位數據的測量，直至完成預設的海岸帶斷面所有層電位數據的測量，并將上述所有中點連線長度的設定百分比所對應的數值確定為各層采集點的縱坐標位置；

計算海岸帶斷面的視電阻率步驟，采集站根據測量的海岸帶斷面每一層的電位數據及電流數據計算海岸帶斷面在該層的視電阻率分布；

反演監測步驟，將所得視電阻率數據反演為電阻率數據。