一种河湖水下沉积物污染状况获取方法

1.本发明涉及水下污染场地调查技术领域，更具体的，涉及一种河湖水下沉积物污染状况获取方法。


背景技术：

2.水资源作为基础性自然资源和战略性经济资源，支撑着经济社会的发展，是生态环境的重要控制性要素。近年来，绿色环保理念深入人心，人们对水污染带来的生态安全问题和环境健康风险愈发重视。
3.水污染的来源主要有工业废水、生活污水、农业面源污染、垃圾填埋渗滤液等，被污染的水跟随地下或地表径流进入河流、湖泊，导致河湖水质恶化，破坏生态环境，危害人类健康。污染物通过扩散、沉降等形式在河湖沉积物中聚集，沉积物中的污染物又向河湖中未被污染的水体释放，并随着水的流动不断扩大污染范围。且由于水层的遮挡，水下沉积物污染具有不易察觉、难以定位等特点，若对整个河湖进行全面的清淤治理，则花费巨大，因此亟需对河湖中的水下沉积物污染进行调查，圈定污染分布，评估其对水环境造成的风险，以制定科学的清淤治理规划。
4.目前河湖水下沉积物污染的调查主要以传统钻探方法为主，该方法在水上操作困难，且需要密集地布点钻探，否则将无法准确圈定污染区域，由于钻探数据具有在空间上非连续的特点，无法整体地掌握河湖水下沉积物污染的分布状况。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明提出了一种河湖水下沉积物污染状况获取方法。
6.本发明提供了一种河湖水下沉积物污染状况获取方法，包括：
7.s01：获取河湖水体的电阻率值ρw的最小值ρ
wmin
和最大值ρ
wmax
，推测河湖沉积物污染区域电阻率值的最小值ρ
smin
和最大值ρ
smax
；
8.s02：获取河湖水深d的最大值d
max
和平均值d
ave
，确定水上连续高密度电法电缆的电极间距j；
9.s03：利用水上连续高密度电法进行快速测量，测量过程中搭载定位装置和测深装置，同时获取视电阻率数据、位置数据和水深数据，测量船只根据定位装置按照设定航线行驶；
10.s04：通过所述视电阻率数据对视电阻率进行反演，获得测量区域内沉积物的电阻率ρ，将电阻率ρ与推测河湖沉积物污染区域电阻率值的最小值ρ
smin
和最大值ρ
smax
进行对比，圈定疑似沉积物污染区域ω0；
11.s05：在疑似污染区域ω0内的设定位置采样沉积物原状样品，测定沉积物样品中的最低污染物浓度c
min
和最高污染物浓度c
max
，根据对应位置的电阻率ρ，建立电阻率ρ与沉积物污染物浓度c之间的定量关系；
12.s06：根据所述定量关系确定精确的沉积物污染的电阻率阈值ρ
min
、ρ
max
，并根据电
阻率阈值对疑似污染区ω0进行识别，确定沉积物污染区范围ω。
13.本方案中，圈定疑似沉积物污染区域ω0，具体为：
14.采用水上连续高密度电阻率法进行水体和水下沉积物视电阻率的快速测量，获取河湖探测区域内的视电阻率数据；
15.对水上连续高密度电法获得的视电阻率数据进行数据处理和反演解译，得到探测区域的电阻率ρ；
16.对比反演得到的电阻率ρ与推测的河湖沉积物污染区域电阻率值的最小值ρ
smin
和最大值ρ
smax
，确定疑似沉积物污染区ω0。
17.本方案中，根据河湖水体的电阻率的最小值ρ
wmin
和最大值ρ
wmax
，推测河湖沉积物污染区域电阻率值的最小值ρ
smin
和最大值ρ
smax
，推测公式为：
[0018][0019]
其中，0.2≤λ≤0.4，λ的取值大小由沉积物的孔隙度和固结程度决定，通常取λ＝0.3进行估算。
[0020]
本方案中，根据河湖水深d的最大值d
max
和平均值d
ave
，确定水上连续高密度电法电缆的电极间距j，所述电极间距j的确定公式为：
[0021]
本方案中，将电阻率ρ与推测河湖沉积物污染区域电阻率值的最小值ρ
smin
和最大值ρ
smax
进行对比，圈定疑似沉积物污染区域ω0，具体为：
[0022]
在圈定疑似沉积物污染区域时，若污染将导致沉积物电阻率的增加，则疑似污染区域的电阻率值ρ0应满足αρ
smin
≤ρ0≤ρ
smax
；
[0023]
若污染将导致沉积物电阻率的减小，则疑似污染区域的电阻率值ρ0应满足ρ
smin
≤ρ0≤βρ
smax
；
[0024]
其中：α,β为控制疑似污染区域圈定范围的系数，α的取值范围为β的取值范围为α的取值越大，疑似污染区域圈定的范围越小，β的取值越小，疑似污染区域圈定的范围越小。
[0025]
本方案中，在疑似污染区域ω0内的不同位置进行不同深度的钻探取样，以获取沉积物样品中的最低污染物浓度c
min
和最高污染物浓度c
max
。
[0026]
本方案中，水上连续高密度电法测量的视电阻率数据的反演过程包含位置信息、水深和水体电阻率的约束。
[0027]
本方案中，电阻率ρ与沉积物污染物浓度c之间的定量关系由线性拟合公式表述，沉积物污染的电阻率阈值ρ
min
、ρ
max
由下述公式确定：
[0028]
若污染将导致沉积物电阻率的增加，则沉积物污染区域的电阻率阈值为：
[0029][0030]
若污染将导致沉积物电阻率的减小，则沉积物污染区域的电阻率阈值为：
[0031][0032]
其中，a为线性拟合公式中的斜率，若污染将导致沉积物电阻率的增加，则a为正值，若污染将导致沉积物电阻率的减小，则a为负值，污染导致沉积物电阻率的变化越大，则|a|越大；b为线性拟合公式中的截距，代表无污染状态下的沉积物电阻率。
[0033]
本方案中，在疑似污染区ω0中，若沉积物的电阻率ρ1满足ρ
min
≤ρ1≤ρ
max
，则确定为沉积物污染区域ω。
[0034]
本方案中，水体电阻率ρw的测量点数量、测量河湖水深d的测量点数量、水上连续高密度电阻率法测量航线的数量根据河湖的长度l、宽度w、面积s确定。
[0035]
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
[0036]
1.本发明通过简单的点测河湖水体的电阻率值和水深，便可初步推测河湖沉积物污染区域电阻率值的范围，并确定水上连续高密度电法电缆的电极间距，减少了繁琐地前期勘察准备工作。
[0037]
2.本发明利用水上连续高密度电法在圈定的疑似沉积物污染区域内快速地获取连续的沉积物电阻率数据，大大提升了沉积物污染调查的效率。
[0038]
3.本发明通过电阻率剖面初步圈定疑似污染区域，仅在疑似污染区域内采集沉积物原状样品，节省了钻孔和化验的费用。
[0039]
4.本发明建立了电阻率与沉积物污染物浓度之间的定量关系，根据所述定量关系，进而确定精确的沉积物污染电阻率阈值，对疑似污染区进行识别，从而精准定位了沉积物污染区的范围，使得清淤治理规划的制定更具科学行、针对性，改善了污染区域定位不精确的缺陷，提高了河湖水下沉积物污染探测的效率和精度，能在整体上掌握河湖水下沉积物的污染状况。
附图说明
[0040]
图1示出了本发明一种河湖水下沉积物污染状况获取方法的流程图；
[0041]
图2示出了本发明一种河湖水下沉积物污染状况获取方法的示意图；
[0042]
图3示出了本发明实施例提供的测点与测线分布示意图；
[0043]
图4示出了本发明实施例中水上连续高密度电法测量示意图；
[0044]
图5示出了本发明实施例中水下沉积物污染区域圈定示意图。
具体实施方式
[0045]
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，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0046]
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。
[0047]
图1、2示出了本发明一种河湖水下沉积物污染状况获取方法的流程图及示意图。
[0048]
本发明第一方面提供了一种河湖水下沉积物污染状况获取方法，包括：
[0049]
s01：获取河湖水体的电阻率值ρw的最小值ρ
wmin
和最大值ρ
wmax
，推测河湖沉积物污染区域电阻率值的最小值ρ
smin
和最大值ρ
smax
；
[0050]
s02：获取河湖水深d的最大值d
max
和平均值d
ave
，确定水上连续高密度电法电缆的电极间距j；
[0051]
s03：利用水上连续高密度电法进行快速测量，测量过程中搭载定位装置和测深装置，同时获取视电阻率数据、位置数据和水深数据，测量船只根据定位装置按照设定航线行驶；
[0052]
s04：通过所述视电阻率数据对视电阻率进行反演，获得测量区域内沉积物的电阻率ρ，将电阻率ρ与推测河湖沉积物污染区域电阻率值的最小值ρ
smin
和最大值ρ
smax
进行对比，圈定疑似沉积物污染区域ω0；
[0053]
s05：在疑似污染区域ω0内的设定位置采样沉积物原状样品，测定沉积物样品中的最低污染物浓度c
min
和最高污染物浓度c
max
，根据对应位置的电阻率ρ，建立电阻率ρ与沉积物污染物浓度c之间的定量关系；
[0054]
s06：根据所述定量关系确定精确的沉积物污染的电阻率阈值ρ
min
、ρ
max
，并根据电阻率阈值对疑似污染区ω0进行识别，确定沉积物污染区范围ω。
[0055]
在该步骤s01中，河湖水体电阻率ρw的测量根据电阻率水质自动分析仪的行业标准hj t97-2003执行，河湖水体电阻率的测量点的数量遵循如下原则：
[0056][0057]
其中：n
rσ
为河流中水体电阻率测量点的数量，lr为河流的长度，wr为河流的宽度，n
lσ
为湖泊中水体电阻率测量点的数量，s
l
为湖泊的面积，式中长度单位为km，面积单位为km2。即，河流中水体电阻率的测量点沿河流宽度方向每0.25km一个，沿河流长度方向每0.1km一个，湖泊中水体电阻率的测量点每0.1km2一个。
[0058]
在本发明一个较佳实施例中，河流的长度为2km，宽度为0.2km，湖泊的面积为2km2，则河流中的水体电阻率测量点为8个，湖泊中的水体电阻率测量点为20个，如图3所示。
[0059]
测得河湖水体的电阻率的最小值ρ
wmin
和最大值ρ
wmax
后，根据下述公式可估算河湖沉积物电阻率值的区间范围，求得沉积物电阻率的最小值ρ
smin
和最大值ρ
smax
：
[0060][0061]
其中：0.2≤λ≤0.4，对于孔隙度较大的沉积物，λ取值稍大，对于孔隙度较小的沉积物，λ取值稍小，对于固结良好的沉积物，λ取值稍小，对于未固结的沉积物，λ取值稍大。若沉积物的孔隙度和固结程度未知，则可取λ＝0.3进行估算。
[0062]
若污染将导致沉积物电阻率的增加，则最小值ρ
smin
表征水下沉积物污染浓度最低或无污染的位置，最大值ρ
smax
表征水下沉积物污染浓度最高的位置；反之，若污染将导致沉积物电阻率的减小，则最大值ρ
smax
表征水下沉积物污染浓度最低或无污染的位置，最小值ρ
smin
表征水下沉积物污染浓度最高的位置。
[0063]
上述步骤中水体电阻率的测量点的数量和位置可根据实际情况进行调整，涉及河湖水下沉积物电阻率计算的参数可以通过相关水文地质资料获得，或按照经验给出沉积物的参数值。
[0064]
在该步骤s02中，河湖水深的初步测量可通过声呐测深装置进行，测量点的数量遵循如下原则：
[0065][0066]
式中：n
rd
为河流中水深测量点的数量，sr为河流的面积，n
ld
为湖泊中水深测量点的数量，s
l
为湖泊的面积，式中长度单位为km，面积单位为km2。即，河流中河流中水深测量点每0.02km2一个，湖泊中水深测量点每0.1km2一个。
[0067]
在本发明一个较佳实施例中，河流的面积为0.2km2，湖泊的面积为2km2，则河流中水深测量点为10个，湖泊中水深测量点为20个。
[0068]
具体的，测得水深数据的最大值为d
max
，平均值为d
ave
，则水上连续高密度电法电极间距j的选用按照下述公式确定：
[0069][0070]
在本发明一个较佳实施例中，测得水深数据的最大值d
max
为9m，平均值d
ave
为7.5m，则选用的水上连续高密度电法电缆的电极间距j为5m。
[0071]
上述步骤中水深测量点的数量和位置可根据实际情况进行调整，若水深变化较小，则可适当减少测量点的数量，若水深变化较大，则可适当增加测量点的数量，或在水深变化较大的位置，增加测量点的密度。
[0072]
在该步骤s03中，利用水上连续高密度电法进行快速测量，测量过程中搭载定位装置和测深装置，同时获取视电阻率数据、位置数据和水深数据，测量船只根据定位装置按照设定航线行驶。
[0073]
在本发明一个较佳实施例中的水上连续高密度电阻率法测量航线的布设按下述公式确定：
[0074]
设河湖的长轴方向为i，长度为l，短轴方向为j，宽度为w，
[0075][0076][0077]
其中：ni为i方向上的测线数量，nj为j方向上的测线数量，l为河湖的长度，w为河湖的宽度，x,y为控制测线密度的控制系数，式中长度单位为km。
[0078]
在本发明一个较佳实施例中，河流的长度为2km，宽度为0.2km，湖泊的长度为2km，宽度为1km。则河流中的水上连续高密度电阻率法测线沿长轴方向每0.05km一条，共4条，沿
短轴方向每0.2km一条，共5条，湖泊中的水上连续高密度电阻率法测线沿长轴方向每0.15km一条，共6条，沿宽度方向每0.3km一条，共6条，如图3所示；通过水上连续高密度电法进行快速测量，测量过程中搭载定位装置和测深装置，同时获取视电阻率数据、位置数据和水深数据，水上连续高密度电法测量示意图如图4所示。
[0079]
在s03中，需要确定测量航线是否经过s01、s02中的水体电阻率测量点和水深测量点附近，若相距较远，需要在本步骤中对测量航线进行适当调整，以便后续圈定疑似沉积物污染区域。此外，在出现电阻率信号异常的区域，需适当增加该区域的测量航线。
[0080]
具体的，进行水上高连续密度电法探测时，由船只搭载电法仪、定位装置和测深装置，同时获取视电阻率数据、位置数据和水深数据，三种数据的采集位置相对固定，因此可以根据位置坐标进行对应。测量船只根据定位装置按照设定航线行驶，偏移航线时，应及时进行修正，实际行驶轨迹与设计测量航线之间的距离应保持在20m以内。
[0081]
在该步骤s04中，仪器采集的原始视电阻率数据经过处理，生成计算机可识别处理的文件格式，数据处理时需要对不良数据点进行剔除，并且需要将测得的水深数据d和水体电阻率数据ρw按照一定的格式输入到待反演的文件中，处理后的数据文件通过专业反演软件进行解译，位置信息、水深和水体电阻率数据将会约束视电阻率的反演，以获得更加接近真实情况的电阻率剖面。
[0082]
将电阻率剖面上的电阻率ρ和s01中初步估算的沉积物电阻率最小值ρ
smin
和最大值ρ
smax
进行对比，圈定疑似污染区域ω0。疑似污染区域ω0的圈定遵循如下原则：
[0083]
若污染将导致沉积物电阻率的增加，则疑似污染区域ω0的电阻率值ρ0应满足如下条件：
[0084]
αρ
smin
≤ρ0≤ρ
smax
[0085]
若污染将导致沉积物电阻率的减小，则疑似污染区域ω0的电阻率值ρ0应满足如下条件：
[0086]
ρ
smin
≤ρ0≤βρ
smax
[0087]
其中：α,β为控制疑似污染区域ω0圈定范围的系数，α的取值范围为β的取值范围为α的取值越大，疑似污染区域ω0圈定的范围越小，β的取值越小，疑似污染区域ω0圈定的范围也越小。
[0088]
具体的，s01中的水体电阻率的测量和沉积物电阻率的估算、s03中视电阻率数据的采集、s04中反演得到电阻率数据，均可能存在测量误差和计算误差，因此使用参数α,β调整本步骤中疑似污染区域ω0的圈定范围，结合实际的水文地质背景和前期资料，使疑似污染区域ω0的圈定更加真实合理。
[0089]
在该步骤s05中，疑似污染区域ω0内钻取沉积物原状样品位置的设定遵循如下原则：
[0090]nip
≥ni，n
jp
≥nj[0091]
其中，n
ip
为i方向测线上的沉积物原状样品采集点数量，n
jp
为j方向测线上的沉积物原状样品采集点数量。
[0092]
沉积物原状样品采集点应大于等于测线的数量，每条测线上至少有一个采集点，且采集点的位置应位于测线上。若测线的电阻率剖面显示有多个疑似沉积物污染的电阻率
异常位置，则需在异常位置加密采集点。
[0093]
具体的，测定沉积物样品中的污染物浓度c后，电阻率剖面中的沉积物电阻率ρ与污染物浓度c之间的定量关系可以用线性拟合公式y＝ax+b进行定量化表述，即：
[0094]
ρ＝ac+b
[0095]
其中：a为线性拟合公式中的斜率，若污染将导致沉积物电阻率的增加，则a为正值，若污染将导致沉积物电阻率的减小，则a为负值，污染导致沉积物电阻率的变化越大，则|a|越大；b为线性拟合公式中的截距，代表无污染状态下的沉积物电阻率。
[0096]
根据不同位置和不同深度处的沉积物电阻率和污染物浓度的关系，可以对上述拟合公式的参数a,b进行确定。
[0097]
在该步骤s06中，测得沉积物样品中的最低污染物浓度c
min
和最高污染物浓度c
max
，则沉积物污染电阻率阈值ρ
min
、ρ
max
的确定遵循如下原则：
[0098]
若污染将导致沉积物电阻率的增加，则沉积物污染区域的电阻率阈值为：
[0099][0100]
若污染将导致沉积物电阻率的减小，则沉积物污染区域的电阻率阈值为：
[0101][0102]
在疑似污染区ω0中，若沉积物的电阻率ρ1满足ρ
min
≤ρ1≤ρ
max
，则确定为沉积物污染区域ω。所述的沉积物污染区域ω将在电阻率剖面中圈定，以更加直观地显示沉积物污染区域的分布信息，如图5所示。
[0103]
构建河湖水下沉积物污染信息数据集，将目标区域内水下沉积物污染状况的历史监测信息存入数据库中，根据预设时间内的历史监测信息分析水下沉积物污染对应的污染趋势，获取污染平均变化速率作为基准速率，获取目标区域水下沉积物污染状况的当前监测信息与上一监测时间点的历史监测信息的偏差，并计算当前监测时间的污染变化速率，与基准速率进行对比，若速率偏差大于预设阈值，则生成水下沉积物污染预警，根据污染预警进行相关污染源的异常排放检测或者新增污染源的检测。
[0104]
采用本发明的方法，设计了一套完整的河湖水下沉积物污染状况获取方法，为后续制定科学的清淤治理规划提供详细的参考依据，提高了河湖水下沉积物污染探测的效率和精度，只需在疑似污染区域内采集少量沉积物样品的污染信息，结合水上高密度电法的快速测量，就能在整体上掌握河湖水下沉积物的污染状况。
[0105]
在本技术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。
[0106]
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。
[0107]
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。
[0108]
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。
[0109]
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。
[0110]
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。

技术特征：
1.一种河湖水下沉积物污染状况获取方法，其特征在于，包括以下步骤：s01：获取河湖水体的电阻率值ρ
w
的最小值ρ
wmin
和最大值ρ
wmax
，推测河湖沉积物污染区域电阻率值的最小值ρ
smin
和最大值ρ
smax
；s02：获取河湖水深d的最大值d
max
和平均值d
ave
，确定水上连续高密度电法电缆的电极间距j；s03：利用水上连续高密度电法进行快速测量，测量过程中获取视电阻率数据、位置数据和水深数据；s04：通过所述视电阻率数据对视电阻率进行反演，获得测量区域内沉积物的电阻率ρ，将电阻率ρ与推测河湖沉积物污染区域电阻率值的最小值ρ
smin
和最大值ρ
smax
进行对比，圈定疑似沉积物污染区域ω0；s05：在疑似污染区域ω0内的设定位置采样沉积物原状样品，测定沉积物样品中的最低污染物浓度c
min
和最高污染物浓度c
max
，根据对应位置的电阻率ρ，建立电阻率ρ与沉积物污染物浓度c之间的定量关系；s06：根据所述定量关系确定精确的沉积物污染的电阻率阈值ρ
min
、ρ
max
，并根据电阻率阈值对疑似污染区ω0进行识别，确定沉积物污染区范围ω。2.根据权利要求1所述的一种河湖水下沉积物污染状况获取方法，其特征在于，圈定疑似沉积物污染区域ω0，具体为：采用水上连续高密度电阻率法进行水体和水下沉积物视电阻率的快速测量，获取河湖探测区域内的视电阻率数据；对水上连续高密度电法获得的视电阻率数据进行数据处理和反演解译，得到探测区域的电阻率ρ；对比反演得到的电阻率ρ与推测的河湖沉积物污染区域电阻率值的最小值ρ
smin
和最大值ρ
smax
，确定疑似沉积物污染区ω0。3.根据权利要求1所述的一种河湖水下沉积物污染状况获取方法，其特征在于，根据河湖水体的电阻率的最小值ρ
wmin
和最大值ρ
wmax
，推测河湖沉积物污染区域电阻率值的最小值ρ
smin
和最大值ρ
smax
，推测公式为：其中，0.2≤λ≤0.4，λ的取值大小由沉积物的孔隙度和固结程度决定。4.根据权利要求1所述的一种河湖水下沉积物污染状况获取方法，其特征在于，根据河湖水深d的最大值d
max
和平均值d
ave
，确定水上连续高密度电法电缆的电极间距j，所述电极间距j的确定公式为：5.根据权利要求1所述的一种河湖水下沉积物污染状况获取方法，其特征在于，将电阻率ρ与推测河湖沉积物污染区域电阻率值的最小值ρ
smin
和最大值ρ
smax
进行对比，圈定疑似沉积物污染区域ω0，具体为：在圈定疑似沉积物污染区域时，若污染将导致沉积物电阻率的增加，则疑似污染区域的电阻率值ρ0应满足αρ
smin
≤ρ0≤ρ
smax
；若污染将导致沉积物电阻率的减小，则疑似污染区域的电阻率值ρ0应满足ρ
smin
≤ρ0≤β
ρ
smax
；其中：α，β为控制疑似污染区域圈定范围的系数，α的取值范围为β的取值范围为α的取值越大，疑似污染区域圈定的范围越小，β的取值越小，疑似污染区域圈定的范围越小。6.根据权利要求1所述的一种河湖水下沉积物污染状况获取方法，其特征在于，在疑似污染区域ω0内的不同位置进行不同深度的钻探取样，以获取沉积物样品中的最低污染物浓度c
min
和最高污染物浓度c
max
。7.根据权利要求1所述的一种河湖水下沉积物污染状况获取方法，其特征在于，水上连续高密度电法测量的视电阻率数据的反演过程包含位置信息、水深和水体电阻率的约束。8.根据权利要求1所述的一种河湖水下沉积物污染状况获取方法，其特征在于，电阻率ρ与沉积物污染物浓度c之间的定量关系由线性拟合公式表述，沉积物污染的电阻率阈值ρ
min
、ρ
max
由下述公式确定：若污染将导致沉积物电阻率的增加，则沉积物污染区域的电阻率阈值为：若污染将导致沉积物电阻率的减小，则沉积物污染区域的电阻率阈值为：其中，a为线性拟合公式中的斜率，若污染将导致沉积物电阻率的增加，则a为正值，若污染将导致沉积物电阻率的减小，则a为负值，污染导致沉积物电阻率的变化越大，则|a|越大；b为线性拟合公式中的截距，代表无污染状态下的沉积物电阻率。9.根据权利要求1所述的一种河湖水下沉积物污染状况获取方法，其特征在于，在疑似污染区ω0中，若沉积物的电阻率ρ1满足ρ
min
≤ρ1≤ρ
max
，则确定为沉积物污染区域ω。10.根据权利要求1所述的一种河湖水下沉积物污染状况获取方法，其特征在于，水体电阻率ρ
w
的测量点数量、测量河湖水深d的测量点数量、水上连续高密度电阻率法测量航线的数量根据河湖的长度l、宽度w、面积s确定。

技术总结
本发明涉及一种河湖水下沉积物污染状况获取方法，包括以下步骤：通过点测河湖水体的电阻率值和水深，初步推测河湖沉积物污染区域电阻率值的范围；利用水上连续高密度电法在圈定的疑似沉积物污染区域内快速地获取连续的沉积物电阻率数据，在疑似污染区域内采集沉积物原状样品，建立电阻率与沉积物污染物浓度之间的定量关系，根据所述定量关系，进而确定精确的沉积物污染电阻率阈值，对疑似污染区进行识别，从而精准定位了沉积物污染区的范围。采用本发明的方法可以对河湖水下沉积物污染实现快速、准确地圈定，可以更科学地制定清淤治理规划，缩短施工周期，节省施工费用。节省施工费用。节省施工费用。


技术研发人员：王亚洵 王文峰 毛德强 李书鹏 韩晶晶 张家铭 郭丽莉
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：2023.07.27
技术公布日：2023/9/20