一种污染场地垂直阻隔屏障渗漏监测方法

本发明涉及阻隔屏障渗漏监测领域，尤其是涉及一种污染场地垂直阻隔屏障渗漏监测方法。

背景技术：

1、污染场地竖向阻隔屏障主要用于控制污染场地中污染物的迁移，并提升风险管控能力。它可以将两块区域分隔开来，阻隔污染物与周围环境的联系，管控污染场地中污染物向外界扩散，同时控制外界地下水流入污染场地。通过这种方式，竖向阻隔屏障能够有效地管控治理污染物，保护周围环境的安全。

2、总的来说，污染场地竖向阻隔屏障在污染场地治理中发挥着至关重要的作用，能够有效地控制污染物的迁移和扩散，保护环境和人类健康。

3、阻隔屏障在服役过程中，如果发生渗漏就会导致阻隔性能下降，无法满足阻隔的作用，对此中国专利cn110541436a公开了一种含渗漏检测层的双层hdpe膜垂直防污阻隔结构及方法。设置垂直防污阻隔屏障从地表经场地含水层贯穿到隔水层中，将污染含水层与未污染含水层分隔开，墙体包括hdpe土工膜、高渗透性材料与渗漏监测井，开设沟槽，沟槽延伸入隔水层中，沟槽的内壁面均布置hdpe土工膜而形成双层hdpe土工膜，双层hdpe土工膜垂直阻隔屏障下部嵌入隔水层中；沟槽中央布置渗漏监测井，渗漏监测井的周围沟槽内布置有高渗透性材料。

4、然而，上述方案需要在阻隔屏障内建设渗漏监测井，一方面成本较高，另一方面需要改变原有的墙体结构，存在降低阻隔屏障的阻隔能力的风险。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了提供一种污染场地垂直阻隔屏障渗漏监测方法，基于施工工艺、地层数据，结合阻隔屏障的尺寸位置信息来布置光栅光纤传感器，通过检测形变来判断阻隔屏障是否发生渗漏，具有灵敏度高、准确性高且可靠性高的优点。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种污染场地垂直阻隔屏障渗漏监测方法，包括：

4、步骤s1：获取待监测的阻隔屏障的设置位置的地层数据；

5、步骤s2：获取所述阻隔屏障施工过程中的施工工艺和阻隔屏障的尺寸位置信息；

6、步骤s3：根据施工工艺、地层数据，结合阻隔屏障的尺寸位置信息生成初始的光纤布置方案，其中，所述光纤布置方案包括检测光纤数量、各检测光纤的位置以及各检测光纤上的光栅光纤传感器数量；

7、步骤s4：获取施工过程的记录数据，并基于施工过程的记录数据修正初始的光纤布置方案得到最终的光纤布置方案；

8、步骤s5：对光栅光纤传感器数量进行校准后，根据最终的光纤布置方案在阻隔屏障贴设检测光纤；

9、步骤s6：接收检测光纤上的光栅光纤传感器所采集的数据，得到阻隔屏障的形变，当阻隔屏障的形变超过预配置的设定阈值时，输出阻隔屏障渗漏报警信号。

10、所述地层数据包括地层数量，以及各地层的类别和厚度。

11、所述步骤s3中，若施工工艺为三轴搅拌、双轴搅拌或高压旋喷时，则根据各地层的厚度生成各地层内的光栅光纤传感器传量，并将所有地层的光栅光纤传感器数量之和作为单根检测光纤上的光栅光纤传感器数量。

12、当地层的厚度小于2米时，该地层的光栅光纤传感器数量为1，当地层的厚度大于2米时，该地层的光栅光纤传感器数量为：

13、nk＝hk//2+f(x)

14、f(x)＝hk％2

15、其中：nk为第k个地层的光栅光纤传感器数量，hk为第k个地层的厚度，//为取商运算，％为取余运算，f(x)为进1运算，当x为0时，f(x)取0，反之f(x)取1。

16、所述步骤s3中，若施工工艺为trd工法或开挖回填法时，则根据所有地层的总厚度生成单根检测光纤上的光栅光纤传感器数量。

17、单根检测光纤上的所有光栅光纤传感器数量均匀布置。

18、所述光纤布置方案还包括温度补偿光纤的设置数量和位置。

19、所述温度补偿光纤分布于不同的深度范围内。

20、所述温度补偿光纤与光栅光纤传感器的距离小于0.5米。

21、所述步骤s4中对初始的光纤布置方案的修正过程具体包括：

22、在不同施工工艺的搭接段位置增加光栅光纤传感器；

23、在碎石密度大于预配置的阈值密度处，增加光栅光纤传感器。

24、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

25、1、基于施工工艺、地层数据，结合阻隔屏障的尺寸位置信息来布置光栅光纤传感器，通过检测形变来判断阻隔屏障是否发生渗漏，具有灵敏度高、准确性高且可靠性高的优点。

26、2、若施工工艺为三轴搅拌、双轴搅拌或高压旋喷时，根据每个地层的厚度，采用取商进1的方式确定各地层的光栅光纤传感器数量，可以充分监测每个地层中屏障的变形等情况，进而分析阻隔材料在屏障中分布的均匀性，从而推测潜在的渗漏点位。

27、3、若施工工艺为trd工法或开挖回填法时，根据所有地层的总厚度生成单根检测光纤上的光栅光纤传感器数量，可以通过屏障整体的监测来判断屏障施工的均匀性，进而分析潜在的渗漏点位。

28、4、通过设置温度补偿光纤，可以对不同深度的地层的温度差异进行补偿，提高检测的准确度。

29、5、在不同施工工艺的搭接段位置增加光栅光纤传感器，可以有效监测不同施工工艺的搭接是否会对屏障的防渗性能造成影响。

30、6、在碎石较多的位置增加光栅光纤传感器，可以对阻隔屏障中防渗性能较脆弱的位置进行监测，一旦有渗漏风险可以做到及时预警。

技术特征：

1.一种污染场地垂直阻隔屏障渗漏监测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种污染场地垂直阻隔屏障渗漏监测方法，其特征在于，所述地层数据包括地层数量，以及各地层的类别和厚度。

3.根据权利要求2所述的一种污染场地垂直阻隔屏障渗漏监测方法，其特征在于，所述步骤s3中，若施工工艺为三轴搅拌、双轴搅拌或高压旋喷时，则根据各地层的厚度生成各地层内的光栅光纤传感器传量，并将所有地层的光栅光纤传感器数量之和作为单根检测光纤上的光栅光纤传感器数量。

4.根据权利要求3所述的一种污染场地垂直阻隔屏障渗漏监测方法，其特征在于，当地层的厚度小于2米时，该地层的光栅光纤传感器数量为1，当地层的厚度大于2米时，该地层的光栅光纤传感器数量为：

5.根据权利要求2所述的一种污染场地垂直阻隔屏障渗漏监测方法，其特征在于，所述步骤s3中，若施工工艺为trd工法或开挖回填法时，则根据所有地层的总厚度生成单根检测光纤上的光栅光纤传感器数量。

6.根据权利要求5所述的一种污染场地垂直阻隔屏障渗漏监测方法，其特征在于，单根检测光纤上的所有光栅光纤传感器数量均匀布置。

7.根据权利要求1所述的一种污染场地垂直阻隔屏障渗漏监测方法，其特征在于，所述光纤布置方案还包括温度补偿光纤的设置数量和位置。

8.根据权利要求7所述的一种污染场地垂直阻隔屏障渗漏监测方法，其特征在于，所述温度补偿光纤分布于不同的深度范围内。

9.根据权利要求7所述的一种污染场地垂直阻隔屏障渗漏监测方法，其特征在于，所述温度补偿光纤与光栅光纤传感器的距离小于0.5米。

10.根据权利要求1所述的一种污染场地垂直阻隔屏障渗漏监测方法，其特征在于，所述步骤s4中对初始的光纤布置方案的修正过程具体包括：

技术总结
本发明涉及一种污染场地垂直阻隔屏障渗漏监测方法，包括：步骤S1：获取待监测的阻隔屏障的设置位置的地层数据；步骤S2：获取阻隔屏障施工过程中的施工工艺和阻隔屏障的尺寸位置信息；步骤S3：根据施工工艺、地层数据，结合阻隔屏障的尺寸位置信息生成初始的光纤布置方案，其中，光纤布置方案包括检测光纤数量、各检测光纤的位置以及各检测光纤上的光栅光纤传感器数量；步骤S4：获取施工过程的记录数据，并基于施工过程的记录数据修正初始的光纤布置方案得到最终的光纤布置方案；步骤S5：对光栅光纤传感器数量进行校准后，根据最终的光纤布置方案在阻隔屏障贴设检测光纤；步骤S6：接收检测光纤上的光栅光纤传感器所采集的数据，得到阻隔屏障的形变，当阻隔屏障的形变超过预配置的设定阈值时，输出阻隔屏障渗漏报警信号。与现有技术相比，本发明具有灵敏度高、准确性高且可靠性高等优点。

技术研发人员：麻统孝,杜延军,蒋宁俊,于晨阳,寇承竹,刘德星
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/6/5