地下水资源污染与防治中的电阻率特征法应用研究

发布时间：2020-11-01 08:18

　　地下水资源是维持生态平衡和保障人类赖以生存的物质基础,相较于地表水而言,地下水受到土壤、岩层的保护,基本能保持良好水质。近年来,由于人类活动的影响,造成了地下水化学成分、物理性质和生物特性发生改变,从而导致地下水污染。地球物理技术作为一门交叉性学科,由于其快速、准确等优势,其应用范围越来越广泛。近年来,将地球物理技术运用于环境地质调查已成为当下研究热点,因此,应用地球物理技术研究地下水资源污染问题,分析和研究地下水污染范围、污染程度、污染物迁移路径,可以为地下水污染治理工作提供理论依据。本文主要研究高密度电阻率法对典型地下水污染场地的模拟与应用,在总结高密度电阻率法基本原理基础上,使用RES2DMOD数值模拟软件对不同模拟地层下污染物产状、污染物电阻率变化情况进行了正演模拟分析,总结了不同赋存产状条件下,污染模型的异常特征以及不同电阻率模型之间的差异。在数值模拟的基础上设计了物理模拟实验,以此检验数值模拟研究结论的准确性,物理模拟采用砂箱模拟实际地层的方法,对不同污染物流速与污染物浓度条件下实测电阻率变化特征进行了研究。根据数值模拟、物理模拟研究成果,对珙县某垃圾填埋场地下水污染情况进行了探测,通过将实测结果与正演模拟结果进行对比分析,从而为电阻率法运用于实际地下水污染调查奠定基础。数值模拟研究结果表明,对不同产状污染物而言,通过数值模拟能够准确判断不同模拟地层下块状、层状、错断状污染物空间位置状态,但由于不同装置测量方式的差异,在正演图中对不同产状污染物反应效果不一。其中,温纳?装置、温纳?装置对深部块状污染物反应效果较差,温纳?装置对层状污染物反应效果较差。对于不同污染物电阻率而言,正演模拟结果对浅部地层中不同电阻率污染物反应效果较好,在深部地层中,温纳?装置反应效果要优于温纳?装置、温纳?装置。物理模拟研究结果表明,在污染物浓度保持一定条件下,污染物随着地下水在模拟地层中沿着水流方向迁移,并且两者速度基本保持一致,在反演剖面中能够准确得到该测量时段内污染物空间位置状态。随着污染物迁移速度的减小,由于污染物在运移过程中部分污染物滞留在砂箱孔隙内,因此高密度电阻率法测得电阻率逐渐增大。在地下水流速保持恒定状态,改变污染物浓度,随着污染物浓度的增大,高密度电阻率法在该时间段内对污染物空间位置状态反应更加明显。在数值模拟与物理模拟研究结果基础上,运用高密度电阻率法对珙县某垃圾填埋场进行了实地测量,根据研究目的,在研究区内共布设了8条测线。通过L1、L8测线查明了垃圾填埋场内部空间结构特征以及填埋场内部垃圾渗滤液运移通道,研究结果表明在垃圾填埋场内部存在多处高、低阻异常区,其中孤立状低阻异常为填埋场垃圾渗滤液富集区,连通状低阻异常为垃圾渗滤液运移通道,高阻异常为垃圾填埋场内部未充填区或充填不密实区域;在已知污染区内,通过L2、L3、L4测线明确了地下水污染电阻率曲线背景特征,确定了该区地下水污染物运移通道;在未知污染区域内,通过L5、L6、L7测线确定了南支为该区地下水运移路径。通过将数值模拟、物理模拟、实际探测结果进行对比分析,最终确定了研究区地下水污染物的产生来源、运移通道、迁移路径,为当地地下水污染治理奠定了基础。
【学位单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X523
【部分图文】：

技术路线图