我国西南岩溶地区范围较广，涉及贵州、云南、广西、湖南、湖北、重庆、四川、广东8省的451个县。在我国西南地区岩溶区域地下水的溶蚀作用较大、岩溶管道高度发育且含水层具有强烈的非均质性。[1]这种强烈的非均质性主要表现在管道区域渗透系数高，而基岩部分渗透系数极低，渗透系数分布不平滑。岩溶含水层的非均质性决定了岩溶区域是一种脆弱的地质环境，这种脆弱性给水文地质环境带来了很多问题。例如，污染物很容易通过岩溶区域的落水洞和管道等进入地下水中造成地下水污染问题；或者可溶岩本身的物质都因为溶蚀作用被水流带走，很难成土导致水土流失等。因此，确定岩溶含水层中地下水的空间分布、精确刻画岩溶含水层的结构对水资源和水环境管理、地质灾害防治等至关重要。
　　本文分别建立水力层析扫描数值模型和电阻率层析扫描数值模型探究水力层析扫描方法和电阻率层析扫描方法用于描述岩溶含水层中管道形态的可能性，并研究了先验参数选择对描述精度的影响程度。基于数值模拟试验结果，构建了岩溶非均质含水层室内砂箱模型，分别运用水力层析扫描和电阻率层析扫描方法对其成像，验证了这两种方法应用于岩溶非均质含水层中探测岩溶管道位置和分布的有效性。最后，将水力层析扫描方法和电阻率层析扫描方法融合，探究两种方法的融合是否能够进一步刻画岩溶非均质含水层的反演精度。研究内容如下：
　　（1）构建水力层析扫描数值模型。验证其刻画岩溶高度非均质含水层的有效性并探究刺激源、抽水速率、反演初值对水力层析扫描反演结果的影响。
　　（2）构建电阻率层析扫描数值模型。验证其刻画西南典型高非均质性岩溶含水层的有效性并探究电刺激强度、边界条件和反演初值对电阻率层析扫描反演结果的影响。
　　（3）进行了岩溶非均质含水层室内砂箱试验研究。分别通过抽水和电刺激获得水头和电势响应值，然后利用水力层析扫描方法和电阻率层析扫描方法对砂箱内的岩溶非均质含水层模型进行成像并验证了反演结果的可靠性。
　　（4）进行了基于多源信息融合的层析扫描成像研究。将钻孔采样获得的局部渗透系数和电导率分别进行对数变换并得到两种数据间的线性拟合关系。利用线性拟合关系将电导率转换为渗透系数，作为砂箱水力层析扫描的反演先验信息进行水力层析扫描融合成像；将渗透系数转换为电导率，作为砂箱电阻率层析扫描的反演先验信息进行电阻率层析扫描融合成像。