研究目的：使用地球物理方法，研究可以預測地下水流和物質運移的模型。
應用方法：P波層析成像
技術路徑：使用地震層析成像方法，獲得研究區域地下P波波速分布，利用地震波速與孔隙度-滲透系數之間的相關關系，結合區域地質條件，建立多個初始的滲透系數場模型，對地下水流和物質運移情況進行模擬，與已知的該區域地下水示蹤劑傳播情況進行印證，進而對預測模型進行評估和調整。
使用儀器：脈沖發生器、P波電火花震源和水聽器鏈。
圖1
案例簡介：
為了描述地下小尺度地下水流動和運移過程，科研人員在德國北部的Belau環境研究實驗場進行了自然梯度示蹤劑試驗，該場地有多個多級孔，便于進行示蹤劑顆粒的追蹤，地層條件已知，為預測模型的建立打下了基礎。
圖2 實驗場位置與略圖
圖3 地層及多級孔分布
圖4 示蹤劑投放與追蹤
使用Geotomographie公司P波電火花震源和水聽器鏈，震源與接收器1m間距，進行孔間層析成像，獲得區域地震波速二維剖面。
圖5 波速剖面
在已知地層信息基礎上，結合地震波速與孔隙度-滲透系數之間的相關關系，建立滲透系數場模型，與已知的示蹤劑傳播情況相對比，驗證該預測模型的可靠性。
圖6 速度區間分布
圖7 滲透系數場模型
圖8
B9孔運移模擬與實際情況的對比（三角形等圖標為M7、M9、M10等三口井中示蹤劑實際傳播情況，折線為根據模型推斷的示蹤劑傳播時序圖，兩者有較高的吻合度）
計算所得示蹤劑顆粒到達時間隨深度的變化，以及與深度相關的采樣濃度的平流到達時間，兩者看上去吻合的很好。
