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歐美大地 工程物探
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水文地球物理層析方法在地下水流和運移建模中的應用
發布時間：2018-11-22 瀏覽次數：3323 來源：歐美大地
研究目的：使用地球物理方法，研究可以預測地下水流和物質運移的模型。
應用方法：P波層析成像
技術路徑：使用地震層析成像方法，獲得研究區域地下P波波速分布，利用地震波速與孔隙度-滲透系數之間的相關關系，結合區域地質條件，建立多個初始的滲透系數場模型，對地下水流和物質運移情況進行模擬，與已知的該區域地下水示蹤劑傳播情況進行印證，進而對預測模型進行評估和調整。
使用儀器：脈沖發生器、P波電火花震源和水聽器鏈。
 
圖1

 
案例簡介：
       為了描述地下小尺度地下水流動和運移過程，科研人員在德國北部的Belau環境研究實驗場進行了自然梯度示蹤劑試驗，該場地有多個多級孔，便于進行示蹤劑顆粒的追蹤，地層條件已知，為預測模型的建立打下了基礎。
 

圖2      實驗場位置與略圖


 

圖3    地層及多級孔分布
 


圖4  示蹤劑投放與追蹤

 
使用Geotomographie公司P波電火花震源和水聽器鏈，震源與接收器1m間距，進行孔間層析成像，獲得區域地震波速二維剖面。

 

圖5   波速剖面

在已知地層信息基礎上，結合地震波速與孔隙度-滲透系數之間的相關關系，建立滲透系數場模型，與已知的示蹤劑傳播情況相對比，驗證該預測模型的可靠性。

 

圖6  速度區間分布



 
 
圖7   滲透系數場模型
 

 

圖8  
       

B9孔運移模擬與實際情況的對比（三角形等圖標為M7、M9、M10等三口井中示蹤劑實際傳播情況，折線為根據模型推斷的示蹤劑傳播時序圖，兩者有較高的吻合度）
計算所得示蹤劑顆粒到達時間隨深度的變化，以及與深度相關的采樣濃度的平流到達時間，兩者看上去吻合的很好。
 
 
 
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