本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測與評估，尤其涉及一種評估地表環(huán)境和地下尾渣范圍的方法。

背景技術(shù)：

1、尾礦庫作為采礦活動的重要組成部分，其安全性和穩(wěn)定性直接關(guān)系到采礦作業(yè)的安全以及周邊環(huán)境的保護。尾礦庫多分布在采礦區(qū)的下谷和凹陷處，如山谷和凹陷，這樣的選擇是為了充分利用天然溝壑地形進行建設(shè)，減少人工挖掘和填充的工作量，同時也有助于尾礦的自然沉淀和穩(wěn)定。尾礦庫因長期使用和資料缺失，導致對其建設(shè)、運行和維護歷史的了解十分有限。這種信息的不完整使得尾礦庫評估和管理面臨極大的挑戰(zhàn)，尤其是在尾渣邊界和總量確定方面。

2、目前尾渣邊界和總量的確定主要依賴于鉆探設(shè)備進行采樣分析，但這種方法受限于鉆孔密度、深度和成本，難以全面準確地揭示尾礦庫內(nèi)尾渣的真實情況。雖然，傳統(tǒng)的鉆探調(diào)查方法為尾礦庫評估提供了重要依據(jù)，但其準確性受到鉆孔密度和深度的直接影響。在鉆孔點間距較大或地質(zhì)條件復雜時，地下結(jié)構(gòu)的詳細信息容易被忽略，影響評估結(jié)果的準確性。同時，由于需要大量的人力、物力和時間投入，這種調(diào)查方法成本高昂、效率相對較低、準確性往往較差，也給尾礦庫管理帶來一定難度。

3、有鑒于此，有必要設(shè)計一種評估地表環(huán)境和地下尾渣范圍的方法，以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種評估地表環(huán)境和地下尾渣范圍的方法，通過整合gps定位、無人飛行器航拍、現(xiàn)代地球物理勘探及數(shù)據(jù)分析融合技術(shù)，以低成本、高精度、高效率的方式精準識別尾渣邊界、準確評估尾渣總量，以解決尾礦庫管理中資料不完整和調(diào)查不準確等難題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種評估地表環(huán)境和地下尾渣范圍的方法，包括以下步驟：

3、s1、建立地表環(huán)境三維模型

4、對尾礦庫進行現(xiàn)場踏勘及相關(guān)數(shù)據(jù)獲取，以構(gòu)建出地表環(huán)境三維模型；

5、s2、評估尾礦庫內(nèi)的尾渣及其周圍地層之間的電性差異

6、若尾渣和所述尾渣周圍地層之間的電阻率值具有明顯的電性差異時，則繼續(xù)進行下一步驟，否則不進行下一步驟；

7、s3、建立地下尾渣三維模型

8、1)探測尾礦庫中的尾渣的占地邊界；

9、2)獲得高密度電阻率法測線第一次校正的視電阻率數(shù)據(jù)及其剖面圖；

10、3)獲得高密度電阻率法測線第二次校正的電阻率數(shù)據(jù)及其剖面圖；

11、4)建立地下尾渣三維模型

12、獲取高密度電阻率法測線第二次校正的電阻率數(shù)據(jù)及其相關(guān)地理位置信息后，進行建模，得到尾礦庫及其周邊的地下三維電阻率模型；再通過篩選所述地下三維電阻率模型中尾渣電阻率的數(shù)據(jù)，得到地下尾渣三維模型；

13、s4、建立地表環(huán)境和地下尾渣一體化三維模型

14、再將步驟s1中所述地表環(huán)境三維模型和步驟s3中所述地下尾渣三維模型通過地理坐標匹配后進行融合，形成精準的地表環(huán)境與地下尾渣的一體化三維模型。

15、進一步地，步驟s2中，判斷尾渣和所述尾渣周圍地層的電阻率值是否具有明顯的電性差異的方法為：

16、當尾渣的電阻率小于所述尾渣周圍地層的電阻率時，若(r1-r2)/r1>0.1，則二者的電阻率值具有明顯的電性差異，否則不具有明顯的電性差異；其中r1為尾渣周圍地層的最小電阻率，r2為尾渣的最大電阻率；

17、當尾渣的電阻率大于所述尾渣周圍地層的電阻率時，若(r3-r4)/r4>0.1，則二者的電阻率值具有明顯的電性差異，否則不具有明顯的電性差異；其中r4為尾渣周圍地層的最大電阻率，r3為尾渣的最小電阻率。

18、進一步地，步驟s3中探測尾礦庫中的尾渣的占地邊界的方法包括探地雷達法。

19、進一步地，步驟s3中，獲得高密度電阻率法測線第一次校正的視電阻率數(shù)據(jù)及其剖面圖的步驟包括：根據(jù)所述尾渣的占地邊界，布設(shè)高密度電阻率法測線，并運用高密度電阻率法沿著所述高密度電阻率法測線進行探測，再將得到的視電阻率數(shù)據(jù)進行反演后，得到每條所述高密度電阻率法測線第一次校正的視電阻率數(shù)據(jù)及其剖面圖；具體步驟如下：

20、(a)布設(shè)電極

21、先根據(jù)確定的高密度電阻率法的參數(shù)，在待測的尾礦庫區(qū)域?qū)⒏呙芏入娮杪史y線呈網(wǎng)格狀布置；然后在布置的所述高密度電阻率法測線上布設(shè)電極；

22、(b)數(shù)據(jù)采集

23、電極轉(zhuǎn)換器通過電纜控制電極的供電與測量狀態(tài)；主機通過電纜向電極轉(zhuǎn)換器發(fā)出工作指令、向電極供電，并接收、存貯測量數(shù)據(jù)，即得到視電阻率數(shù)據(jù)；

24、(c)數(shù)據(jù)處理

25、將得到的所述視電阻率數(shù)據(jù)，先通過反演軟件剔除異常點，再將電極的信息帶入反演軟件，并對剔除異常點后的視電阻率數(shù)據(jù)進行地形校正，最后通過反演軟件處理剔除異常點和地形校正后的視電阻率數(shù)據(jù)，即可得到所述高密度電阻率法測線第一次校正的視電阻率數(shù)據(jù)及其剖面圖。

26、進一步地，步驟s3中，進行反演時，若擬合誤差小于15％，則反演結(jié)束，否則持續(xù)進行反演。

27、進一步地，步驟s3中獲得高密度電阻率法測線第二次校正的電阻率數(shù)據(jù)及其剖面圖的步驟包括：在所述高密度電阻率法測線所對應的高密度電阻率法測線第一次校正的剖面圖中選擇若干個對照點；再對所述對照點進行實地鉆孔作業(yè)，并繪制所述對照點的鉆孔柱狀圖，以獲取尾渣及其周圍地層的分布數(shù)據(jù)；將所述尾渣及其周圍地層的分布數(shù)據(jù)與所述高密度電阻率法測線第一次校正的視電阻率數(shù)據(jù)及其剖面圖的數(shù)據(jù)進行比對，以確定第二次反演時所需采用的深度轉(zhuǎn)換系數(shù)ε，并再次進行反演，即可得到所述高密度電阻率法測線第二次校正的電阻率數(shù)據(jù)及其剖面圖。

28、進一步地，深度轉(zhuǎn)化系數(shù)ε＝h/h1，其中h為在高密度電阻率法測線第一次校正的剖面圖中所取的特征點在鉆孔中的深度，h1為在高密度電阻率法測線第一次校正的剖面圖中所取的特征點在第一次校正的剖面圖中的深度。

29、進一步地，步驟s3中，所述對照點包括所述高密度電阻率法測線第一次校正的剖面圖上的特征點；所述特征點包括異常點和非異常點。

30、進一步地，步驟s3中，所述電極的布設(shè)方式包括：所述電極垂直插設(shè)于尾渣中；所述電極的間距為1～10米；所述高密度電阻率法測線的長度為所述尾渣深度的5～10倍；所述高密度電阻率法測線的端部延伸至尾礦庫區(qū)域的外圍中。

31、進一步地，步驟s3中建立地下尾渣三維模型時，篩選規(guī)則為：尾渣周圍地層的電阻率大于尾渣的電阻率時，篩選小于尾渣最大電阻率的數(shù)據(jù)；尾渣周圍地層的電阻率小于尾渣的電阻率時，篩選大于尾渣最小電阻率的數(shù)據(jù)。

32、本發(fā)明的有益效果是：

33、1、本發(fā)明提供的一種評估地表環(huán)境和地下尾渣范圍的方法，通過先建立地表環(huán)境三維模型，再根據(jù)尾礦庫內(nèi)的尾渣及其周圍地層之間具有的明顯電性差異，采用高密度電阻率法建立地下尾渣三維模型，最后將地表環(huán)境三維模型和地表環(huán)境三維模型通過地理坐標匹配進行融合后，得到精準的地表環(huán)境與地下尾渣的一體化三維模型，實現(xiàn)了在尾礦庫資料不完整的情況下，準確、快速、低成本地獲取尾渣的邊界和體積的信息。該方法不僅提高了尾礦庫管理的科學性和有效性，降低了環(huán)境風險，而且為尾礦庫的規(guī)劃、設(shè)計、運行和維護提供了重要的數(shù)據(jù)支持。同時，該方法還具有較高的可擴展性和適用性，可廣泛應用于各類尾礦庫的調(diào)查和管理工作中。

34、2、本發(fā)明提供的一種評估地表環(huán)境和地下尾渣范圍的方法，通過采用高密度電阻率法，并對高密度電阻率法測線進行兩次校正的過程中精準完成縱、橫向二維勘探過程，不僅反映了尾渣沿水平方向的電性變化情況，又能提供尾渣沿縱向的電性變化信息，兼?zhèn)潆娖拭娣ê碗姕y深法的綜合探測能力；通過預判斷以及數(shù)據(jù)處理，解決在反演過程的數(shù)據(jù)處理中，存在著參數(shù)模型不夠準確等問題，提高數(shù)據(jù)的可信度，從而準確確定尾渣的區(qū)域和體積，充分保障了數(shù)據(jù)質(zhì)量和勘探效果。