本文關(guān)鍵詞：基于橫向約束的磁共振含水率和弛豫時(shí)間計(jì)算及應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 核磁共振探測(cè) 橫向約束 擬二維分塊計(jì)算法 深含水層分辨率 穩(wěn)定性

【摘要】：對(duì)淡水資源的渴求以及對(duì)災(zāi)害水源的防御已經(jīng)是我國面對(duì)的較嚴(yán)重的水問題,地面核磁共振探測(cè)技術(shù)由于其對(duì)地下水進(jìn)行直接探測(cè)、定量計(jì)算等特點(diǎn),已發(fā)展成新一代地球物理地下水探測(cè)技術(shù)。但是,由于地層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、地下水含水層薄厚不一等情況,現(xiàn)有的二維核磁共振關(guān)于含水率和弛豫時(shí)間的計(jì)算方法仍然存在缺點(diǎn),例如其不能精確解釋含水層和隔水層的分界面的位置信息;同時(shí),隨著深度的增加或者含水層變薄,計(jì)算分辨率也隨之下降,對(duì)含水層探測(cè)效果明顯下降。針對(duì)這些不足,本文研究了基于橫向約束的核磁共振含水率和弛豫時(shí)間的計(jì)算方法,研究了基于全部核磁共振包絡(luò)信號(hào)擬二維分塊式計(jì)算方法,這種方法可以有效地利用全體信號(hào)數(shù)據(jù),完成對(duì)大規(guī)模地下水資源分塊式二維計(jì)算;然后利用一維單點(diǎn)計(jì)算和擬二維分塊算法完成了對(duì)二維仿真模型和野外核磁共振勘探數(shù)據(jù)的處理,并進(jìn)行計(jì)算結(jié)果對(duì)比。針對(duì)目前核磁共振平滑算法對(duì)深部含水層以及較薄含水層計(jì)算穩(wěn)定性差、含水層位置信息計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確的問題,本文研究了基于先驗(yàn)信息的分塊計(jì)算方法,構(gòu)造包括深淺上下兩個(gè)含水層的復(fù)雜模型,對(duì)平滑和分塊計(jì)算兩種方法進(jìn)行仿真計(jì)算和計(jì)算分析,結(jié)果表明基于先驗(yàn)信息的分塊計(jì)算方法滿足計(jì)算的精度和穩(wěn)定性要求,具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的深部含水層也可以較完整地得到隔層信息。針對(duì)核磁共振測(cè)深隨深度增加而導(dǎo)致的計(jì)算分辨率下降、計(jì)算穩(wěn)定性差等不足,本文引入了橫向約束矩陣,推導(dǎo)了基于橫向約束的擬二維算法,完成將目標(biāo)矩陣轉(zhuǎn)換成迭代格式方程并利用共軛梯度算法求解,實(shí)現(xiàn)了基于橫向約束的擬二維計(jì)算公式推導(dǎo)。建立平坦地表連續(xù)含水層模型和非平坦地表連續(xù)含水層模型,然后對(duì)構(gòu)造的二維地下水模型,分別應(yīng)用一維單點(diǎn)分塊算法和基于橫向約束的分塊算法進(jìn)行仿真計(jì)算,并對(duì)兩種計(jì)算方法的結(jié)果進(jìn)行分析,完成擬二維分塊計(jì)算方法對(duì)深部含水層和薄含水層高分辨率計(jì)算的驗(yàn)證。最后,利用蒙古國某礦區(qū)的核磁共振數(shù)據(jù),選取兩刨面分別進(jìn)行單點(diǎn)分塊計(jì)算和基于橫向約束的分塊計(jì)算方法數(shù)據(jù)計(jì)算。將兩種計(jì)算方法的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,體現(xiàn)出擬二維分塊計(jì)算方法的高分辨率。然后將計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)地質(zhì)勘探鉆孔資料進(jìn)行對(duì)比性分析,完成對(duì)計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性的分析,并驗(yàn)證基于橫向約束的分塊計(jì)算方法的有效性和實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】：核磁共振探測(cè) 橫向約束 擬二維分塊計(jì)算法 深含水層分辨率 穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P641.7;O482.532
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容安排14-16
• 1.3.1 論文的主要研究內(nèi)容14-15
• 1.3.2 論文的結(jié)構(gòu)15-16
• 第2章 核磁共振地下水探測(cè)原理研究16-27
• 2.1 核磁共振地下水探測(cè)基本原理16-18
• 2.2 核磁共振地下水探測(cè)儀器系統(tǒng)18-20
• 2.3 核磁共振地下水探測(cè)正演方法20-21
• 2.4 核磁共振地下水探測(cè)中含水率和弛豫時(shí)間的計(jì)算方法21-26
• 2.4.1 平滑計(jì)算方法21-22
• 2.4.2 分塊計(jì)算方法22-24
• 2.4.3 計(jì)算方法結(jié)果對(duì)比24-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 基于橫向約束的擬二維計(jì)算方法研究27-41
• 3.1 一維計(jì)算方法局限性27-28
• 3.2 擬二維計(jì)算方法研究28-39
• 3.2.1 擬二維計(jì)算原理和橫向約束原理28-32
• 3.2.2 擬二維平滑算法32-34
• 3.2.3 擬二維分塊算法34-38
• 3.2.4 目標(biāo)函數(shù)求解方法38-39
• 3.3 本章小結(jié)39-41
• 第4章 基于橫向約束的擬二維計(jì)算仿真研究41-55
• 4.1 平坦地表連續(xù)含水層模型41-47
• 4.1.1 仿真模型建立41-43
• 4.1.2 一維分塊計(jì)算結(jié)果43-44
• 4.1.3 擬二維分塊計(jì)算結(jié)果44-46
• 4.1.4 計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析46-47
• 4.2 非平坦地表連續(xù)含水層模型47-54
• 4.2.1 仿真模型建立47-49
• 4.2.2 一維分塊計(jì)算結(jié)果49-51
• 4.2.3 擬二維分塊計(jì)算結(jié)果51-52
• 4.2.4 計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析52-54
• 4.3 本章小結(jié)54-55
• 第5章 地面核磁共振野外探測(cè)實(shí)例55-68
• 5.1 地面核磁共振探測(cè)過程55-57
• 5.2 野外實(shí)驗(yàn)點(diǎn)水文地質(zhì)信息57-58
• 5.3 剖面IV擬二維計(jì)算結(jié)果58-63
• 5.4 富水區(qū)測(cè)線擬二維計(jì)算結(jié)果63-67
• 5.5 本章小結(jié)67-68
• 第6章 全文總結(jié)68-70
• 6.1 研究成果68-69
• 6.2 進(jìn)一步研究建議69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 作者簡介及科研成果74-75
• 致謝75

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本文編號(hào)：965671