本文關(guān)鍵詞：基于自適應(yīng)時間約束時移電阻率成像的溶質(zhì)運移監(jiān)測　出處：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：溶質(zhì)運移是離子濃度的空間分布隨時間發(fā)生連續(xù)變化的動態(tài)水文過程,在地球物理監(jiān)測中,表現(xiàn)為電阻率的空間分布隨時間的動態(tài)變化。時移電阻率成像作為非侵入式監(jiān)測手段,被廣泛地應(yīng)用于溶質(zhì)運移監(jiān)測。然而在反演計算中,大多數(shù)電阻率成像算法只考慮了空間上的連續(xù)性而引入空間光滑項,并沒有考慮到溶質(zhì)運移過程中電阻率的空間分布在時間上也應(yīng)該連續(xù)這一事實,因此反演過程中缺乏了對電阻率分布在時間上的約束,難以反映地下電阻率發(fā)生的真實變化。最近發(fā)展的自適應(yīng)時間約束算法將地下模型定義為空間-時間模型,在目標(biāo)函數(shù)中除了空間光滑正則化因子以外,還引入了時間光滑正則化因子,理論上在處理動態(tài)模型對應(yīng)的時移監(jiān)測數(shù)據(jù)上更有優(yōu)勢。本文將該反演方法應(yīng)用到溶質(zhì)運移監(jiān)測領(lǐng)域,通過模擬給定水文地質(zhì)條件下的溶質(zhì)運移過程,得到濃度的時空分布數(shù)據(jù)；基于前人的電阻率巖石物理模型,提出了實用簡潔的濃度-電阻率轉(zhuǎn)換關(guān)系,進一步得到了溶質(zhì)運移對應(yīng)的電阻率時空分布數(shù)據(jù),并以此為正演模型：分別通過獨立反演、時間約束反演、自適應(yīng)時間約束反演三種方法計算監(jiān)測結(jié)果,并對照實際的濃度分布進行定性和定量的分析。文中在某一典型的水文地質(zhì)環(huán)境下,數(shù)值模擬了濃度為4000 mg/L的NaCl溶液注入非承壓含水層后持續(xù)50天的濃度時空分布,根據(jù)建立的巖石物理模型,將濃度分布以指定的時間間隔轉(zhuǎn)換成電阻率分布計算得到地電場監(jiān)測數(shù)據(jù)。三種方法的反演結(jié)果表明：獨立反演算法僅能模糊的定位溶液的中心位置；時間約束算法能精確地定位溶液的中心位置,甚至是小范圍的平移也能被準(zhǔn)確捕捉到,對溶液的擴散深度也有較好的監(jiān)測,能夠辨別不同滲透系數(shù)含水層的交界面,但在溶液移動方向的判斷上有所不足；自適應(yīng)時間約束反演方法繼承了時間約束反演方法的優(yōu)勢,同時能較為清楚地判斷溶液的運移方向。本文提出了實用的濃度-電阻率轉(zhuǎn)換模型,實現(xiàn)了基于自適應(yīng)時間約束時移電阻率成像的溶質(zhì)運移監(jiān)測,并依據(jù)監(jiān)測結(jié)果對水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)提出有價值的信息,為進一步量化水文地質(zhì)參數(shù)奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P631.322;X523

【參考文獻(xiàn)】

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1 馬東豪;張佳寶;吳忠東;許曉輝;;電阻率成像法在土壤水文學(xué)研究中的應(yīng)用及進展[J];土壤學(xué)報;2014年03期

2 覃榮高;曹廣祝;仵彥卿;;非均質(zhì)含水層中滲流與溶質(zhì)運移研究進展[J];地球科學(xué)進展;2014年01期

3 魏恒;肖洪浪;;地下水溶質(zhì)遷移模擬研究進展[J];冰川凍土;2013年06期

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本文編號：1325326