[发明专利]基于氚梯度的地下含水层水文循环信息的识别方法

摘要

本发明提供的基于氚梯度的地下含水层水文循环信息的识别方法，步骤有将已知氚活度的示踪剂投入到特定地下含水层中，对特定含水层测定氚活度并绘制氚活度序列曲线，划分氚活度时间变化特征，理论氚梯度随衰变时间变化的曲线簇，计算地下含水层的参考氚梯度并标入曲线簇得到对应的梯度曲线，再将计算的实际氚梯度在梯度曲线上标出并获得该含水层的平均滞留时间。该识别方法有完善的物理背景支撑，操作路线清晰明确，能够定量识别地下含水层的多种水文循环滞时及速率信息，分析结果可信度较高，还可以预测未来地下含水层的氚活度变化情况。

主权项

1.基于氚梯度的地下含水层水文循环信息的识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将一定数量的已知氚活度为a₀T₀的示踪剂投入到地下含水层中；步骤2：对地下含水层一定的时间间隔下，采集地下含水层样品，立即测定对应的氚活度；步骤3：绘制步骤2取得样品的氚活度序列曲线，划分氚活度时间变化特征，包括氚活度滞留开始时间SRT、氚活度滞留中期时间MRT、氚活度峰值出现时刻PT、氚活度最大滞留时间LRT以及氚活度峰值形成历时PFT，推断出地下含水层的多种水文循环滞时及速率信息；步骤4：理论氚梯度计算：选用不同的氚活度初始值aT₀计算对应的理论氚梯度T_g，并且设置合适的衰变时间t步长，绘制理论氚梯度T_g随衰变时间t变化的曲线簇即T_g_t曲线簇，式(1)中，T_g为理论氚梯度，a_tT为地下含水层的氚活度，t为衰变时间，其中，a_tT＝aT₀×e^‑t/17.93                           (2)；步骤5：利用步骤2中首次采样测定的氚活度aT₁与最后一次采样测定的氚活度aT₂以及分别对应的采样时间为T₁、T₂，分别计算地下含水层的参考氚梯度T_{g_T}和实际氚梯度T_{g_O}，具体为，将首次采样与最后一次采样测定的氚活度分别记为aT₁、aT₂，分别对应的采样时间为T₁、T₂，分别计算地下含水层的参考氚梯度T_{g_T}和实际氚梯度T_{g_O}：a_tT₂＝aT₁×e^‑t/17.93                     (式5)t＝T₂‑T₁                               (式6)；步骤6：地下含水层氚梯度趋势曲线确定：将地下含水层的参考氚梯度T_{g_T}标入步骤4中的T_g_t曲线簇，查询其对应的T_g_t曲线；步骤7：地下含水层水文循环周期计算：将步骤5求得的实际氚梯度T_{g_O}代入在步骤6中所得的T_g_t曲线，求出对应的时间t_a，t_a即为该地下含水层的平均滞留时间。