地质雷达在武警部队地埋油罐监漏中的应用研究

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1、地质雷达在武警部队地埋油罐监漏中的应用研究  【Abstract】Inrecentdecades,therearemanysuccessfulexamplesofusinggroundperatingradartodetectorganiccontaminationinsoilandgroundesticandforeigncountries.PartofgasstationoiltankforCAPFextendedstate,atanytimemaybeleaking.Abovethesed

2、angerousactualbackground,theexperimentschoseacertainententalscenario,theprocessandtheanalysisofthedataprocessing.RadardataanalysisresultsshoedtheGPRmonitoringtheforcesgasstationburiedatthebottomofthetankleakisfeasibility.  【Keyittivity  由于部队加油站都是以地埋油

3、罐的方式进行油料的储存与收发,所以,随着使用时间的增加,锈蚀、腐蚀等因素的作用,对于油罐是否漏油很难从外观上直观看到,所以要通过一定的检测方法来实现监测的目的,现今大多数油库依然使用的通过罐内油位变化和感官检漏的方法[1,2]已经不能有效地实现油罐底部的实时监漏,传统方法[3-8]往往存在着发现微小渗漏困难、发现渗漏不及时等问题。虽然国内对于地质雷达的探索及应用正在展开,在“长江三角洲地区地下水污染综合研究”项目中,周迅[9,10]等对宜兴地区地下储油罐渗漏污染现状进行评价及在苏南地区加油站地下

4、储油罐渗漏污染研究的过程中使用了地质雷达探测地下石油烃污染,应用效果较好;2008年,白兰[11]等对垃圾填埋场等污染场地使用地质雷达和高密度电阻率法进行探测,初步探索了地质雷达探测地下污染物的适用性。但是,不能很好的作为实时检测的手段,所以油罐底板的实时监漏技术一直是国内外关注的焦点和研究的重点。  1实验原理  1.1实验背景  为了对油罐底部是否漏油进行实时检测,我们首先应该了解清楚地埋油罐的物理特性及其周围的环境。如图1.1所示。  从图1,我们可以看出罐体周围的环境是经过混凝土处理过的

5、墙壁,底部及周围均由砂土垫衬填埋,所以直接监测油罐是否发生泄露不好实施,但是我们可以通过对砂土进行无损监测,通过判断砂土内介电常数是否发生变化而判断油罐是否发生泄露,这样我们就能够有效解决监测的问题,那么雷达是否能够有效监测砂土内介电常数发生变化呢,我们将通过实验进行研究分析。  1.2探测原理  探地雷达是利用高频电磁波(从十到上千MHz)的反射来探测有电性差异的界面或目标体的一种物探技术。探地雷达探测时,通过发射天线向地下(或其它方向)定向发射脉冲电磁波,脉冲电磁波能量就向地下(或其它方向)

6、定向辐射,当脉冲电磁波传播过程中遇到有电性差异的界面或目标体(介电常数和电导率不同),就会发生反射和散射现象[12],雷达探测时电磁波传播示意见图1.2。  从图1.2所示,反射界面的深度可以通过下面公式计算:  式中:为电磁波在真空中的传播速度,m/s;为介质的相对介电常数:为界面的反射波双向传播时间。某一介质的相对介电常数,是把雷达在已知反射点上实际探测,用反射波双向走时时间和深度来计算:  雷达波在介质中传播速度取决于介质的相对介电常数和电导率,通常工程勘探和检测中所遇到的介质都是以位移电

7、流为主的低损耗介质,在这类介质中雷达波的反射系数和波速()取决于相对介电常数,即:  1.3影响因素  一般而言,地质雷达探测法适用于金属、非水相液体和其它有机污染的探测。影响地质雷达的探测深度、分辨率以及精度的因素主要是环境的电导率,介电常数以及探测方法,包括探测所采用的频率,采样速度等[13,14]。一般的地质雷达都拥有多种频率的天线,低频可达到16MHz,高频可达到2GHz[15]。  2实验实施  2.1实验目的  利用雷达对水和油在砂土中的渗透过程进行探测,通过实验及数据处理分析判断出

8、其变化规律与不同。  2.2实验准备  为了实验顺利进行,在试验开始前应做好充分的实验器材准备、了解实验设备及系统工作的基本原理和明确实验所采取的基本方法。  2.2.1实验器材  94.5cm×64.5cm×49cm塑料沙箱1个,沙土0.5立方米,地质雷达1台,1L淡水,1L柴油,卷尺1把,500ml点滴瓶及输液软管一套。  2.2.2雷达基本参数  此次实验采用某型超宽带步进频雷达,工作频段1.9-2.5GHz,频跳间隔4MHz,慢时间采样率5Hz,采用多普勒处理。多普勒处理是指对接收到的来

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1、地质雷达在武警部队地埋油罐监漏中的应用研究  【Abstract】Inrecentdecades,therearemanysuccessfulexamplesofusinggroundperatingradartodetectorganiccontaminationinsoilandgroundesticandforeigncountries.PartofgasstationoiltankforCAPFextendedstate,atanytimemaybeleaking.Abovethesed

2、angerousactualbackground,theexperimentschoseacertainententalscenario,theprocessandtheanalysisofthedataprocessing.RadardataanalysisresultsshoedtheGPRmonitoringtheforcesgasstationburiedatthebottomofthetankleakisfeasibility.  【Keyittivity  由于部队加油站都是以地埋油

3、罐的方式进行油料的储存与收发,所以,随着使用时间的增加,锈蚀、腐蚀等因素的作用,对于油罐是否漏油很难从外观上直观看到,所以要通过一定的检测方法来实现监测的目的,现今大多数油库依然使用的通过罐内油位变化和感官检漏的方法[1,2]已经不能有效地实现油罐底部的实时监漏,传统方法[3-8]往往存在着发现微小渗漏困难、发现渗漏不及时等问题。虽然国内对于地质雷达的探索及应用正在展开,在“长江三角洲地区地下水污染综合研究”项目中,周迅[9,10]等对宜兴地区地下储油罐渗漏污染现状进行评价及在苏南地区加油站地下

4、储油罐渗漏污染研究的过程中使用了地质雷达探测地下石油烃污染,应用效果较好;2008年,白兰[11]等对垃圾填埋场等污染场地使用地质雷达和高密度电阻率法进行探测,初步探索了地质雷达探测地下污染物的适用性。但是,不能很好的作为实时检测的手段,所以油罐底板的实时监漏技术一直是国内外关注的焦点和研究的重点。  1实验原理  1.1实验背景  为了对油罐底部是否漏油进行实时检测,我们首先应该了解清楚地埋油罐的物理特性及其周围的环境。如图1.1所示。  从图1,我们可以看出罐体周围的环境是经过混凝土处理过的

5、墙壁,底部及周围均由砂土垫衬填埋,所以直接监测油罐是否发生泄露不好实施,但是我们可以通过对砂土进行无损监测,通过判断砂土内介电常数是否发生变化而判断油罐是否发生泄露,这样我们就能够有效解决监测的问题,那么雷达是否能够有效监测砂土内介电常数发生变化呢,我们将通过实验进行研究分析。  1.2探测原理  探地雷达是利用高频电磁波(从十到上千MHz)的反射来探测有电性差异的界面或目标体的一种物探技术。探地雷达探测时,通过发射天线向地下(或其它方向)定向发射脉冲电磁波,脉冲电磁波能量就向地下(或其它方向)

6、定向辐射,当脉冲电磁波传播过程中遇到有电性差异的界面或目标体(介电常数和电导率不同),就会发生反射和散射现象[12],雷达探测时电磁波传播示意见图1.2。  从图1.2所示,反射界面的深度可以通过下面公式计算:  式中:为电磁波在真空中的传播速度,m/s;为介质的相对介电常数:为界面的反射波双向传播时间。某一介质的相对介电常数,是把雷达在已知反射点上实际探测,用反射波双向走时时间和深度来计算:  雷达波在介质中传播速度取决于介质的相对介电常数和电导率,通常工程勘探和检测中所遇到的介质都是以位移电

7、流为主的低损耗介质,在这类介质中雷达波的反射系数和波速()取决于相对介电常数,即:  1.3影响因素  一般而言,地质雷达探测法适用于金属、非水相液体和其它有机污染的探测。影响地质雷达的探测深度、分辨率以及精度的因素主要是环境的电导率,介电常数以及探测方法,包括探测所采用的频率,采样速度等[13,14]。一般的地质雷达都拥有多种频率的天线,低频可达到16MHz,高频可达到2GHz[15]。  2实验实施  2.1实验目的  利用雷达对水和油在砂土中的渗透过程进行探测,通过实验及数据处理分析判断出

8、其变化规律与不同。  2.2实验准备  为了实验顺利进行,在试验开始前应做好充分的实验器材准备、了解实验设备及系统工作的基本原理和明确实验所采取的基本方法。  2.2.1实验器材  94.5cm×64.5cm×49cm塑料沙箱1个,沙土0.5立方米,地质雷达1台,1L淡水,1L柴油,卷尺1把,500ml点滴瓶及输液软管一套。  2.2.2雷达基本参数  此次实验采用某型超宽带步进频雷达,工作频段1.9-2.5GHz,频跳间隔4MHz,慢时间采样率5Hz,采用多普勒处理。多普勒处理是指对接收到的来

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