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
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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