基于多相流模型和探地雷达正演模拟的LNAPLs探测研究

基于多相流模型和探地雷达正演模拟的LNAPLs探测研究

论文摘要

探地雷达(Ground Penetrating Radar:GPR)不仅可以用于估计土壤含水量,还可以用于探测和监测轻非水相液体(Light Non Aqueous Phase Liquids:LNAPLs)在土壤中的运移.建立接近实际情况的模型是利用GPR正演模拟开展LANPLs迁移和分布研究的关键问题.以往的地球物理模型大都属于概念模型,存在物性突变的界面.而在LNAPLs污染区域的各种物性参数通常是渐变的,大多数情况下并不存在突变的物性界面.因此,为了建立更符合实际的地球物理模型,本文基于多相流渗流理论模拟了LNAPLs在土壤中的泄漏过程,得到了渗漏后不同时刻土壤含水饱和度、含油饱和度的变化分布.然后利用混合介质的介电模型将流体饱和度分布转换为介电常数分布,获得了地球物理模型,显示了因LNAPLs迁移引起的土壤介电常数的细节变化.随后,基于时域有限差分开展了GPR正演模拟.正演模拟结果显示了雷达波对LNAPLs污染区域、潜水面的响应,与实验室实测数据具有很好的一致性.由以上分析、对比可知,本文提出的地球物理建模的方法和流程与污染场地的实际情况更为符合.基于多相流渗流理论建立的地球物理正演模型把地下LNAPLs迁移的水文模型与GPR探测相结合,为复杂的实际场地地球物理建模提供了思路,也为GPR更有效地探测LNAPLs在土壤中的渗流提供了分析和解释手段.

论文目录

  • 0 引 言
  • 1 LNAPLs的迁移建模
  • 2 LNAPLs污染土壤介电模型
  • 3 GPR模拟和解释
  •   3.1 正演模拟
  •   3.2 解释与讨论
  • 4 实测数据
  • 5 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 佘松盛,鹿琪,刘四新,李晔,王焱,张宫博

    关键词: 探地雷达,轻非水相液体,多相流理论,数值模拟,相对介电常数

    来源: 地球物理学进展 2019年01期

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 地质学,地球物理学

    单位: 吉林大学地球探测科学与技术学院

    基金: 国家自然科学基金(41574109),国家重点研发计划(2016YFC0600505)联合资助

    分类号: P631.3

    页码: 371-378

    总页数: 8

    文件大小: 4570K

    下载量: 237

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