[发明专利]一种定量监测DNAPL运移过程与饱和度的方法

摘要

本发明公开了一种定量监测DNAPL运移过程与饱和度的方法。在二维砂箱中进行DNAPL的入渗试验，应用光透法与高密度电阻率法进行动态监测，分别利用CCD相机、LCR数字电桥采集数据。采用“水‑DNAPL”两相中DNAPL饱和度的计算公式对光透法的数据进行处理。高密度电阻率法的数据处理是将获得的电阻值数据转化为电阻率值，然后利用Archie公式获得重非水相液体的饱和度空间分布。Archie公式中参数β值采用与光透法相结合的新方法来获取,根据不同时刻的饱和度空间分布可以估算注入砂箱内的DNAPL总量，并将其与实测的入渗量进行对比。结果表明，本发明能定量监测饱和孔隙介质中DNAPL的入渗过程，且估算的DNAPL入渗量与实测值比较吻合。

主权项

一种定量监测DNAPL运移过程与饱和度的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)利用光透系统中CCD相机拍照记录砂箱内饱水时的光强值Is以及DNAPL入渗过程中CCD相机实时监测砂箱的光强值I；(2)采用高密度电阻率法测量砂箱内饱水以及DNAPL入渗过程中的电阻值；(3)采用“水‑DNAPL”两相中DNAPL饱和度的计算公式对光透法的数据进行处理，水/DNAPL二相流中DNAPL饱和度计算公式为：So=lnIs-lnIlnIs-lnIoil=lnI/IslnIoil/Is]]>其中，So为DNAPL相饱和度；Ioil为砂箱完全饱DNAPL时CCD相机记录的光强值，Is为饱水时光强值；I为DNAPL入渗过程中CCD相机实时监测砂箱的光强值；(4)将电阻值换算为电阻率，电阻率计算公式如下：ρ=KABMNR]]>KABMN=8π[Σk=-ggΣj=-ggΣi=-gg(1RijkAM-1RijkBN-1RijkAN+1RijkBN)+Σk=-g-1g+1Σj=-g-1g+1Σi=-g-1g+1(1RijkAM-1RijkBN-1RijkAN+1RijkBN)]-1]]>上式中：R为测得的电阻，ρ为电阻率，为电极装置系数，为电流电极a的第(i，j，k)个镜像电流源距离电位电极b之间的距离；(5)根据光透法计算出的二维砂箱内孔隙介质不同时刻的DNAPL饱和度空间分布，以及应用高密度电阻率法测量出的砂箱内不同位置、不同时刻的电阻值，选出某一时刻部分观测点处电阻值与水的饱和度值拟合出Archie公式中的参数β值；(6)用高密度电阻率法确定DNAPL饱和度过程中，水的饱和度Sw可由Archie公式求得，该公式为：Sw＝(ρ0/ρt)1/β式中：β为与砂样特性包括颗粒粒径、密度相关的参数，由步骤(5)拟合得到并带入步骤(6)中；ρ0为孔隙介质完全饱水时的电阻率；ρt为t时刻介质中同时含有水与DNAPL相时的电阻率；(7)利用以上公式获得的不同时刻DNAPL饱和度空间分布图再估算不同时刻注入砂箱内的DNAPL总量，计算公式如下：V=Σj=1n1Σi=1n2So(i,j)×φ×F×H]]>式中：V为估算的介质中DNAPL总体积，单位ml；So(i，j)为空间某一单元(i，j)处的DNAPL饱和度，F和H分别为单元面积与厚度；φ为孔隙介质的孔隙度。