[发明专利]海岸带沉积层咸淡水交换原位电学监测方法及装置

权利要求书

1.一种海岸带沉积层咸淡水交换原位电学监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、采集海岸带沉积层土体电阻率，形成电学监测剖面，包括：采集沿垂直于海岸带的方向长度为M米以及自该沉积层上表面向下0～N米深度的土体电阻率，其中，M＞0，N＞0；

(2)、根据所述电学监测剖面中的土体电阻率计算出总淡水排泄量。

2.根据权利要求1所述的海岸带沉积层咸淡水交换原位电学监测方法，其特征在于，步骤(2)中总淡水排泄量的计算方法为：

(21)、获取土体电阻率变化差值百分数剖面，将所述土体电阻率变化差值百分数剖面划分为若干区域，根据各区域的平均土体电阻率分别计算在涨潮和落潮时各区域的平均孔隙水盐度；

(22)、根据各区域的平均孔隙水盐度变化计算各区域的淡水排泄量，将所有区域的淡水排泄量求和计算得到总淡水排泄量。

3.根据权利要求2所述的海岸带沉积层咸淡水交换原位电学监测方法，其特征在于，步骤(21)中各区域的平均孔隙水盐度的计算方法为：

其中，R_w为该区域内的平均孔隙水电阻率，平均孔隙水电阻率的计算方法为：

F为该区域内的土体结构因子，由测量得到，R_f为该区域内的平均土体电阻率。

4.根据权利要求3所述的海岸带沉积层咸淡水交换原位电学监测方法，其特征在于，步骤(22)中各区域的淡水排泄量的计算方法为：

各区域的总盐量分别在涨潮和落潮时相等，根据盐量守恒，计算出该区域冲入的淡水量，也即该区域的淡水排泄量，

盐量守恒公式为：S_hV_sal＝(V_sal+V_sgd)S_l，可得：

其中，S_h为涨潮时该区域的平均孔隙水盐度，S_l为落潮时该区域的平均孔隙水盐度，V_sal为该区域的体积，V_sgd为该区域的淡水排泄量。

5.根据权利要求2所述的海岸带沉积层咸淡水交换原位电学监测方法，其特征在于，步骤(21)中，位于同一区域的不同位置处的土体电阻率变化率小于20％。

6.根据权利1-5任一项所述的海岸带沉积层咸淡水交换原位电学监测方法，其特征在于，步骤(1)中采集海岸带沉积层中剖面各层电阻率的方法为：

(11)、在沉积层上沿垂直于海岸带的方向铺设监测电缆，所述监测电缆上布设有多个电极，所述监测电缆与采集站连接，所述采集站通过导线与电源模块连接；

(12)、对海岸带沉积层剖面的各层电位进行扫描测量，包括：

采集站从多个电极中选择部分电极作为工作电极，其余电极休眠，所述工作电极包括供电电极和测量电极，所述供电电极和测量电极分别为两个，相邻两电极之间的距离为一个电极距，两个供电电极之间的距离为供电电极距离，两个测量电极之间的距离为测量电极距离，供电电极距离和测量电极距离为一个电极距的整数倍；

工作电极确定后，所述采集站控制电源模块为供电电极供电，并且控制测量电极返回其当前电位数据，将两个供电电极的连线中点与测量电极的连线中点的连线中点确定为单次数据采集点的横坐标位置，完成单次数据点采集，保持供电电极距离和测量电极距离不变，重新选择工作电极，重复测量步骤，直至监测电缆上的每一电极均被至少一次选择作为过工作电极，完成对海岸带断面上其中一层电位数据的测量，完成对海岸带断面上其中一层电位数据的测量后，采集站重新确定供电电极距离以及测量电极距离，并且以重新确定后的供电电极距离和测量电极距离选择工作电极，执行海岸带断面另外一层电位数据的测量，直至完成预设的海岸带断面所有层电位数据的测量，并将上述所有中点连线长度的设定百分比所对应的数值确定为各层采集点的纵坐标位置；

计算海岸带断面的视电阻率步骤，采集站根据测量的海岸带断面每一层的电位数据及电流数据计算海岸带断面在该层的视电阻率分布；

反演监测步骤，将所得视电阻率数据反演为电阻率数据。