本发明属于包气带地下水动力学，具体涉及一种基于核磁共振划分多孔介质水分蒸发阶段的方法。
背景技术：
1、定量划分水分蒸发阶段具有挑战性，对于具有蒸发现象的场地污染修复具有重要工程意义。多孔介质的水分蒸发过程受到自由水蒸发和结合水蒸发的影响，自由水蒸发以毛细管流为主，水从多孔介质的饱和区通过非饱和区内连续的水力联系不断向蒸发前沿输送，从而导致稳定的水分迁移行为和恒定的蒸发速率。结合水蒸发以蒸汽扩散为主，水分迁移开始减慢，蒸发速率下降。
2、定量识别和预测自由水蒸发阶段和结合水蒸发阶段具有挑战性，因为它受到多孔介质中液体和固体特性的影响，如孔径分布、表面张力、粘度和润湿特性。尽管如此，之前的研究已经揭示了蒸发过程中初始饱和多孔介质水分传输的整体效应，但对蒸发过程中自由水蒸发阶段和结合水蒸发阶段的水分迁移行为及物理机制仍缺乏足够的探索。
3、现有技术考虑了蒸发过程中多孔介质水分传输的整体效应，但对自由水蒸发阶段和结合水蒸发阶段的划分研究不足，无法准确划分自由水蒸发阶段和结合水蒸发阶段。本发明提供的基于核磁共振划分多孔介质水分蒸发阶段的方法，弥补了现有技术中无法分别准确划分自由水蒸发阶段和结合水蒸发阶段的缺陷，精度高，可靠性强。
技术实现思路
1、发明目的，本发明提供一种基于核磁共振划分多孔介质水分蒸发阶段的方法，解决现有技术中无法分别确定自由水蒸发阶段和结合水蒸发阶段的技术问题。
2、技术方案，为了实现上述发明目的，解决上述技术方案，本发明提出了一种基于核磁共振划分多孔介质水分蒸发阶段的方法，该方法包括以下步骤：
3、步骤1：利用cpmg序列处理核磁共振信号，获取玻璃砂多孔介质在不同蒸发时间的核磁共振横向弛豫时间分布谱、累计核磁信号强度分布曲线；
4、步骤2：分析玻璃砂多孔介质在不同蒸发时间的累计核磁信号强度分布曲线的差异，确定划分自由水核磁信号范围和结合水核磁信号范围的核磁共振横向弛豫时间分界值；
5、步骤3：计算玻璃砂多孔介质在不同蒸发时间的核磁信号横向弛豫时间水分蒸发判别值，获取横向弛豫时间水分蒸发判别值演化曲线；
6、步骤4：根据核磁共振横向弛豫时间分界值、核磁信号横向弛豫时间水分蒸发判别值、水分蒸发不同阶段的转换时间点，划分玻璃砂多孔介质水分蒸发阶段。
7、进一步的，步骤1的方法如下：
8、在蒸发时间间隔为1小时的条件下，对于饱和度为100％的玻璃砂多孔介质试样，在磁场强度为0.3±0.05t的场条件下，t为磁场强度单位特斯拉，使用基于cpmg序列的核磁共振技术测量玻璃砂多孔介质试样在不同蒸发时间的核磁共振横向弛豫时间分布谱，基于玻璃砂多孔介质试样在不同蒸发时间的核磁共振横向弛豫时间分布谱，计算在不同蒸发时间的玻璃砂多孔介质试样的核磁共振累计核磁信号强度数据，累计核磁信号强度满足如下：
9、
10、其中，acn为第n个测点及其之前全部测点的累计核磁信号强度，ai为某一测点的核磁信号强度，获取核磁共振累计核磁信号强度与横向弛豫时间的函数关系，并绘制为核磁共振累计核磁信号强度分布曲线。
11、进一步的，步骤2的方法如下：
12、获取玻璃砂多孔介质试样饱和度为100％条件下初始的累计核磁信号强度分布曲线与不同蒸发时长下的玻璃砂多孔介质试样仅存结合水条件下的累计核磁信号强度分布曲线，观察不同蒸发时长下的累计核磁信号强度曲线，分析恒定段对应的最小横向弛豫时间数值，当累计核磁信号强度曲线恒定段对应的最小横向弛豫时间数值不再发生变化时，此时的累计核磁信号强度分布曲线为仅存在结合水条件下的累计核磁信号强度分布曲线；
13、如图3所示，图3中黑色虚线表示从14h开始，对于14h、15h和16h三条累计和此信号强度分布曲线，累计核磁信号强度从大于预设恒定数值开始转为数值减小时，转变处对应的横向弛豫时间均不变，因此，第14h的累计核磁信号强度分布曲线即为玻璃砂多孔介质试样仅存结合水条件下的累计核磁信号强度分布曲线。
14、由仅存在结合水条件下的累计核磁信号强度分布曲线上累计核磁信号强度的最大值，向y轴作垂线，该垂线与玻璃砂多孔介质试样饱和度为100％条件下初始的累计核磁信号强度分布曲线相交于某一点，由该交点向x轴作垂线，该垂线与x轴的交点对应的横向弛豫时间，即为横向弛豫时间分界值。
15、进一步的，步骤3的具体方法如下：
16、核磁共振横向弛豫时间水分蒸发判别值是衡量蒸发过程中孔隙水集中分布在哪种孔隙中的指标，在不同蒸发时间，横向弛豫时间水分蒸发判别值表示为：
17、
18、其中，t2r,ti为横向弛豫时间水分蒸发判别值，t2,i为各测点对应的横向弛豫时间，ωi为各测点核磁信号强度的权重，i＝1,2,……,n，ti为不同的蒸发时间。
19、进一步的，步骤4中，根据核磁共振横向弛豫时间分界值、核磁信号横向弛豫时间水分蒸发判别值、水分蒸发不同阶段的转换时间点，划分玻璃砂多孔介质水分蒸发阶段如下：
20、横向弛豫时间水分蒸发判别值演化曲线反映了横向弛豫时间水分蒸发判别值随蒸发时间增大的变化情况，当蒸发时间处于水分蒸发阶段转变点时，横向弛豫时间水分蒸发判别值恰好等于横向弛豫时间分界值，进而进行水分蒸发阶段划分：
21、
22、其中，ts为水分蒸发不同阶段的转换时间点，t2c为横向弛豫时间分界值，ts∈(0,t∞)，t∞为蒸发过程的总时间。
23、有益效果，与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益技术效果：
24、本申请实施例中提供的基于核磁共振划分玻璃砂多孔介质水分蒸发阶段的方法，将自由水蒸发阶段和结合水蒸发阶段进行了精确划分，将自由水蒸发阶段和结合水蒸发阶段的划分理论化，使该方法具有推广性，该方法使水分蒸发阶段的判别更加简便，仅需得到核磁共振横向弛豫时间分布谱即可计算。解决了现有技术中无法分别确定自由水蒸发阶段和结合水蒸发阶段的技术问题，可以快速、准确地获取结果。
1.一种基于核磁共振划分多孔介质水分蒸发阶段的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于核磁共振划分多孔介质水分蒸发阶段的方法，其特征在于，步骤1的方法如下：
3.根据权利要求2所述的一种基于核磁共振划分多孔介质水分蒸发阶段的方法，其特征在于，步骤2中，核磁共振横向弛豫时间分界值确定方法如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于核磁共振划分多孔介质水分蒸发阶段的方法，其特征在于，步骤3中，在不同蒸发时间的核磁信号横向弛豫时间水分蒸发判别值的计算如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于核磁共振划分多孔介质水分蒸发阶段的方法，其特征在于，步骤4中，根据核磁共振横向弛豫时间分界值、核磁信号横向弛豫时间水分蒸发判别值、水分蒸发不同阶段的转换时间点，划分玻璃砂多孔介质水分蒸发阶段如下：
