基于不同地质统计方法的渗透系数场对污染物运移的影响

渗透系数场的空间变异性是影响污染物运移结果的决定因素,而地质统计方法是解决渗透系数空间变异性的主要技术手段。本文利用野外场地实测数据,采用普通克里格法和指示克里格法、顺序高斯模拟法和顺序指示模拟法四种地质统计方法,插值估测和模拟再现随机渗透系数场,进而对比研究四种渗透系数场对大尺度污染物运移的影响。研究结果表明,污染羽的质心位置（一阶矩）主要由渗透系数的平均值来决定;污染羽在空间上的展布范围（二阶矩）主要受渗透系数空间变异方差的影响;条件模拟克服了估计法的平滑效果,较好地再现真实曲线的波动性,渗透系数（ lnK）估计方差与污染羽空间二阶矩随着条件模拟次数的增加而减小,并且顺序指示模拟程度更加明显。     

变异函数模型对渗透系数克里格插值的影响研究

在克里格计算或其它地质统计学研究中,变异函数模型选取的适当性直接影响渗透系数的结构分析与插值结果的合理性。分别基于高斯模型、球状模型、指数模型对同一沉积相介质的渗透系数进行结构分析,并采用普通克里格法进行插值,结果分析表明:变异函数模型对渗透系数克里格插值的影响主要体现在变程值的不同;变程值过小,搜索邻域内各数据点之间的相关性降低甚至消失,克里格法退化为简单的算术平均;随着变程值增大,参与克里格计算的实测点增多,插值结果趋近于平稳;当变程值与实际值较为吻合时,克里格插值精度达到最大。     

基于地质统计学的NDVI图像估值技术

将疏采样后的NDVI图像作为未受云层影响的已知数据,分别用普通克里格、泛克里格、指示克里格和序贯指示模拟对NDVI图像进行恢复并比较其效果。研究发现,各种克里格法对NDVI图像的估值效果由高到低依次为泛克里格、普通克里格、指示克里格,通常计算方便的普通克里格法就能够满足图像恢复所要求的精度;普通克里格方差和泛克里格方差只能反映数据的构型,不能很好地衡量估值图像的不确定性,指示克里格的条件方差的分布和实际误差的分布基本一致,能够较好地衡量估值图像的不确定性,并且其大小与NDVI影像数据的不确定性大小的分布一致。序贯指示模拟得到的多个等概率实现表现出很大的空间变异性,多个实现的均值图像光滑效应明显,估值精度不高,但是多个实现的方差分布可以很好地表征空间数据的不确定性分布。     

平原地区水文地质结构条件模拟及其应用:以华北平原为例

为了分析储水介质非均质性问题,采用了基于马尔柯夫地层序列分析的分布条件模拟方法,用转移概率矩阵的谱分析函数替代传统地质统计学中的变差函数,利用协同指示克里格方法和条件模拟建立结构模型。以华北平原为例,论述了模拟结构建立过程及其在水流模型中的应用。通过对模拟结果与实测数据的分析比较,认为模拟结果能够客观反映整个研究区的沉积规律,以岩性赋水文地质参数的方法更加客观准确地解决储水介质非均质性问题。分析了该方法的优、缺点,并提出了该方法深入研究的方向与思路。     

利用ERT数据推求非均质多孔介质渗透系数初探

高密度电阻率成像法（ERT）能通过改变间距来对不同尺度上的地质体特征进行描述，近年来广泛地应用于地质、工程等领域。本文从电流场和渗流场的相似性出发来研究电阻率和渗透系数之间的关系，简要介绍了利用ERT技术所得的电阻率数据推求渗透系数的基本原理，并利用张家港大新和塘桥两处的ERT测量数据推求出渗透系数。与两地抽水试验结果和岩性取样分析的结果分别进行对比，结果较为吻合。     

尕斯油田岩性建模算法优选

比较岩性模型建立方法。首先,在高分辨率层序地层学的指导下,最大限度地应用地质、露头、三维地震、测井等静态资料,发挥井点资料垂向分辨率高,地震资料横向信息丰富的优势,在地质规律约束下建立不同时间的高精度等时地层格架模型。然后,在精细格架模型的基础上,以测井解释得到的岩相数据作为条件数据,分别采用指示克里格、截断高斯模拟、Object-modeling算法、贯指示模拟建立砂体展布模型。最后,通过抽稀检验评价不同算法对模拟结果的影响,实现算法及其参数的优选,从而指导整个区块不同开发阶段,不同井网密度时全区三维精细地质模型的建立,也可为具有相似地质环境的油田建立三维地质模型提供参考。通过比较,优选出指示克里格、序贯指示模拟两种算法都能较好表征本研究区地质情况。     

阿舍勒铜矿可视化储量计算的指示克里格法应用研究

应用计算机图形学方法在VC.net环境下利用Open GL图形库函数完全自主开发了指示克里格法的三维可视化储量计算模块,给出了指示克里格法的计算步骤,并设计出阿舍勒铜矿体的指示克里格法可视化储量计算流程,实现了对阿舍勒铜矿体的指示克里格可视化储量计算。结果表明,指示克里格法储量计算能够取得较理想的预测结果。     

随机连续模型分析裂隙岩体耦合行为

利用能够反映岩体水力性质空间变异特性的随机连续模型对隧洞开挖过程中的裂隙岩体渗流-应力耦合过程进行了数值分析。随机渗透系数场通过顺序指示模拟方法生成。顺序指示法是一种非参数地质统计学技术,他允许输入任何形式的渗透系数概率分布而不需要对分布做任何假设。由随机模拟生成的渗透系数场被投影到有限元计算网格中进行耦合分析。力学响应使用基于连续介质的节理本构模型来反映岩体中软弱面的影响。结果表明,随机连续模型能够较好地预测裂隙岩体的稳定入渗率,水力性质的空间变异性对裂隙介质的耦合过程起着重要作用。在不排水条件下,隧洞每次开挖开始时,由于岩石应力重分布,孔隙水受到扰动,短时间内不能流动平衡,因此孔压会迅速上升,这对于围岩稳定是不利的。     

基于Cokriging的三维重力张量随机反演

重力张量是重力位的二阶导数,与传统的重力测量相比,重力张量具有更高的分辨率。协同克里格法是地质统计学中常见的一种方法,使用协同克里格法对三维重力张量各分量数据进行随机反演。由于位场数据在深度方向上的分辨率较低,因此需通过使用深度加权函数和钻孔数据来解决这一问题,对比了带深度加权和带钻孔数据的协同克里格反演结果。反演结果表明,协同克里格法能够较好地反演重力张量各分量数据,两种方式都能够较好地反演出地下异常位置,带深度加权的协同克里格法反演出来的密度值与实际值有一定的偏差,而带钻孔数据的协同克里格法能够较好地反演出剩余密度值,并且对于不同埋深的异常体都能很好地反映。     

利用地质统计学方法模拟岩石裂隙网络的三维空间分布——以云南个旧高松矿田为例

裂隙在地学的诸多领域中均具有重要意义,其空间分布可以使用地质统计学方法进行模拟,同时考虑裂隙的方向(走向和倾角)。利用序贯高斯模拟方法可以估计裂隙密度的空间分布,并根据裂隙密度数值随机产生裂隙位置的空间分布。裂隙方向被划分成若干(非)均等的方向组,将裂隙方向归属到其所属方向组,表示为由若干二值变量组成的指示形式,0和1分别代表该裂隙方向不属于和属于该组。为了便于计算,减少方向指示变量的成分数目,使用主成分分析法求出方向指示变量的主成分,用普通克里格法估计各主成分的空间分布。把估计结果反演为原始的指示形式,并找出其中数值最大的方向组且将其赋值为1。按照对应方向组内裂隙方向的累积密度函数,随机产生裂隙的方向。根据估计结果,将符合一定距离和角度标准的裂隙元连接为一个裂隙面,从而形成裂隙网络。根据在云南个旧锡矿高松矿田白云岩中进行裂隙网络模拟的应用,可见该方法由于组合了序贯高斯模拟法、普通克里格法和主成分分析法,可以较好地对岩石裂隙位置和方向进行合理的模拟。