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水文地球物理层析方法在地下水流和运移建模中的应用

发布时间：2018-11-22 浏览次数：3208 来源：欧美大地

研究目的：使用地球物理方法，研究可以预测地下水流和物质运移的模型。

应用方法：P波层析成像

技术路径：使用地震层析成像方法，获得研究区域地下P波波速分布，利用地震波速与孔隙度-渗透系数之间的相关关系，结合区域地质条件，建立多个初始的渗透系数场模型，对地下水流和物质运移情况进行模拟，与已知的该区域地下水示踪剂传播情况进行印证，进而对预测模型进行评估和调整。

使用仪器：脉冲发生器、P波电火花震源和水听器链。

图1

案例简介：

为了描述地下小尺度地下水流动和运移过程，科研人员在德国北部的Belau环境研究实验场进行了自然梯度示踪剂试验，该场地有多个多级孔，便于进行示踪剂颗粒的追踪，地层条件已知，为预测模型的建立打下了基础。

图2 实验场位置与略图

图3 地层及多级孔分布

图4 示踪剂投放与追踪

使用Geotomographie公司P波电火花震源和水听器链，震源与接收器1m间距，进行孔间层析成像，获得区域地震波速二维剖面。

图5 波速剖面

在已知地层信息基础上，结合地震波速与孔隙度-渗透系数之间的相关关系，建立渗透系数场模型，与已知的示踪剂传播情况相对比，验证该预测模型的可靠性。

图6 速度区间分布

图7 渗透系数场模型

图8

B9孔运移模拟与实际情况的对比（三角形等图标为M7、M9、M10等三口井中示踪剂实际传播情况，折线为根据模型推断的示踪剂传播时序图，两者有较高的吻合度）

计算所得示踪剂颗粒到达时间随深度的变化，以及与深度相关的采样浓度的平流到达时间，两者看上去吻合的很好。

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