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填埋场渗漏磁法检测的噪声来源与剔噪方法综述

能昌信 贾兆志 刘宽 孙新宇 钱璨 刘玉强 姚光远 徐亚

能昌信,贾兆志,刘宽,等.填埋场渗漏磁法检测的噪声来源与剔噪方法综述[J].环境工程技术学报,2024,14(1):158-163 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230276
引用本文: 能昌信,贾兆志,刘宽,等.填埋场渗漏磁法检测的噪声来源与剔噪方法综述[J].环境工程技术学报,2024,14(1):158-163 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230276
NAI C X,JIA Z Z,LIU K,et al.A review of geomagnetic noise sources and denoising methods for landfill sites[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2024,14(1):158-163 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230276
Citation: NAI C X,JIA Z Z,LIU K,et al.A review of geomagnetic noise sources and denoising methods for landfill sites[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2024,14(1):158-163 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230276

填埋场渗漏磁法检测的噪声来源与剔噪方法综述

doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230276
基金项目: 国家重点研发计划项目(2020YFC1806304,2018YFC1800902);国家自然科学基金项目(51708529);江苏省产学研合作项目(BY2021529)
详细信息
    作者简介:

    能昌信(1965—),男,教授,博士,主要从事环境监测技术研究,naicx@126.com

    通讯作者:

    徐亚(1985—),男,副研究员,博士,主要从事固体废物处置技术、污染探测及风险评价研究,xuya@craes.org.cn

  • 中图分类号: X827

A review of geomagnetic noise sources and denoising methods for landfill sites

  • 摘要:

    填埋是固体废物集中处置的主要手段,填埋场则是固体废物对地下水环境影响集中发生的场所。通过防渗层HDPE膜漏洞的渗漏是导致地下水污染的主要途径和方式,开展防渗层渗漏快速检测和精准定位具有重要意义。传统电学渗漏检测难以检测双层衬垫或多层衬垫系统的下层衬垫破损,基于传统电法改进的电磁方法展现出下层衬垫检测的潜力,但迫切需要解决填埋场复杂服役人文环境和地球磁场环境下的电磁噪声干扰问题。为此,通过对磁法检测原理和信号特征的深入分析,以及对背景磁噪声类型、来源、特征和电磁噪声去噪方法的综述,得出如下结论:在特定条件下,漏洞越近,其磁场信号越强;填埋场噪声主要来源于地磁和人文磁场,且不同噪声有不同特征,需不同处理;去噪过程先预处理排除干扰,其次在检测中选择适宜的滤波或测量法去除噪声。

     

  • 图  1  双衬层填埋场下层HDPE膜破损检测原理[16]

    Figure  1.  Principle diagram of HDPE membrane damage detection in the lower layer of double lining landfill

    图  2  填埋场背景磁场差分方式采集[16]

    Figure  2.  Collection of background magnetic field of landfill by differential method[16]

    表  1  填埋场电磁噪声主要来源

    Table  1.   Sources of electromagnetic noise in landfills

    填埋场电磁噪声分类来源
    大地电磁噪声内部干扰源地质噪声,如地下矿藏、地下水等
    外部干扰源太阳、磁暴和亚磁暴、地磁脉动等
    人文电磁噪声人员因素人员更替、人员操作、人员聚集等活动
    设备因素电力线、工业用电、通讯设施、
    车辆等铁磁类物品
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    表  2  检测过程中的去噪方式、原理及效果

    Table  2.   Method, principle and effect of denoising in the detection process

    噪声类型去除方式原理效果
    低频噪声工频滤波硬件电路和软件电路实现消除50 Hz噪声在地磁测量中采用工频噪声滤波可以有效消除工频干扰[26]
    差分滤波利用2个数据采集单元同步采集信号,采用差分计算,
    可以去除共模干扰
    在填埋场地磁测量中,通过差分计算
    实现有效的噪声去除[16]
    空间多极子展开法将磁场分解为不同级别的多极子项,通过计算
    这些多极子项的系数去除噪声
    在计算任意复杂形状旋转封闭薄壳辐射声场时,
    可去除旋转机械噪声问题[27]
    高频噪声低通滤波使低频信号能正常通过,而超过设定临界值的
    高频信号则被阻隔、减弱
    在减弱水下机器人产生的磁信号时,采用低通滤波对
    静态噪声进行平滑处理,可去除高频信号[28]
    磁场梯度测量法通过测量不同位置处的磁场梯度去除噪声在地磁测量中,采用磁场梯度测量方式去除噪声,
    去噪后信噪比有不同程度的提高[29]
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-04-09
  • 录用日期:  2023-10-16
  • 修回日期:  2023-10-10

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