[发明专利]基于非接触观测法的水文地质参数的时空定量表达方法

说明书

本发明属于水文地质参数测量技术领域，公开了一种基于非接触观测法的水文地质参数的时空定量表达方法，基于非接触观测法的水文地质参数的时空定量表达方法包括：利用不同场源形式的NMR物探法、GPR物探法、TEM物探法采集不同类型、不同结构的地球物理数据；并基于所述不同类型、不同结构的地球物理数据进行反演得到水文地质参数；基于D‑S证据理论将反演得到的水文地质参数与收集的水文地质数据进行互补信息合并，得到水文地质参数的最佳估计。本发明将测量的不同类型、不同结构的地球物理数据与收集的水文地质数据进行互补信息合并，最终获得水文地质参数的最佳估计，量化了不确定性因素。

技术领域

本发明属于水文地质参数测量技术领域，尤其涉及一种基于非接触观测法的水文地质参数的时空定量表达方法。

背景技术

目前，水文地质参数是地下水流和溶质运移模拟的重要参数。传统的水文地质勘探方法成本高，数据量少，水文地质参数的空间变化很难准确地测定和描述。与此相比，地球物理探测技术具有快速、便捷、无损、多尺度、数据量大等优点，是近年来获取水文地质参数的重要手段。然而，地球物理测量通常不提供直接的水文地质信息，需要通过建立物性参数和水文地质参数之间的关系，实现水文地质参数的估计。此外，不同的物探方法的测量尺度、分辨率和质量控制均不同。因此，如何将少量钻孔、实验数据与大量的地球物理数据融合，对于实现可靠的水文地质参数估计与尺度拓展至关重要。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的水文地质勘探方法成本高，数据量少，水文地质参数的空间变化很难准确地测定和描述；同时现有技术对于区域尺度水文地质参数的预测不确定性较大。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于非接触观测法的水文地质参数的时空定量表达方法。

本发明是这样实现的，一种基于非接触观测法的水文地质参数的时空定量表达方法，所述基于非接触观测法的水文地质参数的时空定量表达方法包括：

方案概括：基于研究区地质、地貌、水系、植被的分异规律，自上游至下游垂直河道布置物探断面，运用探地雷达技术(GPR)、瞬变电磁技术(TEM)和核磁共振技术(NMR)，获取多源、多尺度的水文地质参数监测的电性数据。建立电性参数(介电常数、视电阻率、弛豫时间、初始振幅、初始相位等)与水文地质参数(体积含水量、孔隙度、给水度与渗透系数)的数学关系模型，并应用地质钻孔资料、抽水试验数据及室内试验数据，对所建数学模型进行校验和修正。再运用DS证据冲突理论将少量的钻孔及试验数据与大量的地球物理探测数据进行数据融合，实现地球物理数据、钻孔、试验等数据的互相支持与优势互补，以此获取多源水文地质参数集成的优化结果。最后运用空间插值技术建立水文地质参数的3D地质模型，从而实现区域尺度上水文地质参数的尺度拓展。

基于D-S证据理论进行多源水文参数信息的融合，结合NMR、GPR、TEM及钻孔数据，得到多源水文地质参数集成的优化结果。

进一步，所述基于D-S证据理论进行多源水文参数信息的融合，结合NMR、GPR、TEM及钻孔数据，得到多源水文地质参数集成的优化结果包括：

首先，利用不同场源形式的NMR物探法、GPR物探法、TEM物探法，反演获取得到水文地质参数；

其次，基于D-S证据理论将反演得到的水文地质参数与收集的水文地质数据进行互补信息合并，得到水文地质参数的最佳估计。

进一步，所述利用不同场源形式的NMR物探法、GPR物探法、TEM物探法，反演获取得到水文地质参数包括：

利用不同场源形式的NMR物探法、GPR物探法、TEM物探法采集不同类型、不同结构的地球物理数据；并基于所述不同类型、不同结构的地球物理数据进行反演得到水文地质参数。

进一步，所述基于非接触观测法的水文地质参数的时空定量表达方法包括以下步骤：