研究目的：使用地球物理方法，研究可以預(yù)測地下水流和物質(zhì)運移的模型。
應(yīng)用方法：P波層析成像
技術(shù)路徑：使用地震層析成像方法，獲得研究區(qū)域地下P波波速分布，利用地震波速與孔隙度-滲透系數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)條件，建立多個初始的滲透系數(shù)場模型，對地下水流和物質(zhì)運移情況進(jìn)行模擬，與已知的該區(qū)域地下水示蹤劑傳播情況進(jìn)行印證，進(jìn)而對預(yù)測模型進(jìn)行評估和調(diào)整。
使用儀器：脈沖發(fā)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(huán)境研究實驗場進(jìn)行了自然梯度示蹤劑試驗，該場地有多個多級孔，便于進(jìn)行示蹤劑顆粒的追蹤，地層條件已知，為預(yù)測模型的建立打下了基礎(chǔ)。
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(jìn)行孔間層析成像，獲得區(qū)域地震波速二維剖面。
圖5 波速剖面
在已知地層信息基礎(chǔ)上，結(jié)合地震波速與孔隙度-滲透系數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系，建立滲透系數(shù)場模型，與已知的示蹤劑傳播情況相對比，驗證該預(yù)測模型的可靠性。
圖6 速度區(qū)間分布
圖7 滲透系數(shù)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(biāo)為M7、M9、M10等三口井中示蹤劑實際傳播情況，折線為根據(jù)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(dá)時間隨深度的變化，以及與深度相關(guān)的采樣濃度的平流到達(dá)時間，兩者看上去吻合的很好。
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