地下水污染地球物理研究进展

摘要

精准刻画与监测地下水中污染物的时空特征是实现高效准确治理的重要任务。地下水系统的隐蔽性与非均质性限制了污染分布特征与运移规律的精准刻画。地球物理方法具有非侵入、低成本、高效率和信息连续等诸多优势，已成为刻画与监测地下水污染的重要手段。本文综述了地下水污染领域中较为成熟的地球物理方法，梳理了方法的原理、模型与研究范例。结果表明，针对地球物理方法应用中的不确定性问题，已发展了诸多机理模型、反演技术以及多源数据融合方法。结合室内柱实验与微观扫描等技术建立了污染介质作用下多孔介质地球物理响应的解译模型；开发了一系列映射水文地质参数与地球物理数据的岩石物理模型，实现了场地尺度由地球物理数据直接反演污染物浓度的可能性；在反演方法上发展了基于结构约束等先验信息的反演方法，降低了结果的不确定性；通过数值模拟新方法实现了多源数据的融合与耦合模拟。未来研究需要在微观孔隙尺度上深入探究污染物的运移机理，并建立参数统一的地下水污染地球物理响应数据库。同时，通过结合人工智能与数据同化等新技术，可以更精准、全面的描述、预测和管理地下水污染场地。

关键词

地下水污染 / 地球物理方法 / 岩石物理模型 / 刻画与监测 / 未来挑战