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潜水水流的动态随机模拟是一个复杂而难解决的问题.通过建立二维潜水非稳定流模拟的摄动随机有限元模型, 把控制方程的主要参数渗透系数和给水度随机变量、及源汇项和边界条件看作随机变量.在充分考虑4种随机因素的条件下, 推导出求解潜水二维非稳定流均值和方差的9个方程; 重点介绍了不同方程数值离散的特殊处理方法.通过设定理想例子对模拟结果进行了分析, 表明随机变量中边界条件值方差、渗透系数方差变化对水头方差变化的影响很小, 给水度方差的变化对水头方差的变化影响很大.本模型考虑因素全面, 对一般的潜水非稳定流随机模拟都可应用.本研究给出了边界、渗透系数、给水度的随机因素对潜水动态模拟的影响, 丰富和补充了地下水运动的随机理论. 相似文献
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在分析大区域地下水流数值模型构建缘起的前提下,系统论述了近年来地下水流数值模拟在大区域地下水资源评价、水文地质参数确定、地面沉降、溶质运移、海水入侵、盐渍化、风险评估、地下水管理及地表水与地下水的联合开发利用等方面的国内外研究应用现状;归纳、总结了目前大区域地下水流数值模型在灵敏度分析、裂隙和岩溶介质中模型建立、基于地下水流数值模拟的溶质运移模型建立、地下水流数值模型构建所需工作量等理论和方法研究及实际建模过程中存在的一些问题;展望了今后大区域地下水流数值拟在研究范围、模拟技术与方法以及与其它模型耦合等方面的发展趋势。 相似文献
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托特等人基于小型潜水盆地研究逐渐发展起来的地下水流动系统理论,是水文地质学发展中的一个重大突破.为了方便教学以及进一步完善小型潜水盆地模型中相关问题,尝试用Matlab的PDE工具箱解决这些问题.结果表明,运用Matlab的PDE Toolbox求解小型潜水盆地模型便捷高效;结果还表明不同流动系统水流相向汇流处及盆地下部两个角落均会形成水动力圈闭带. 相似文献
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新疆孔雀河灌区面临地下水超采问题,科学认识区域地下水流系统的发育条件和演变特征,是优化地下水资源开发利用方式的基础.通过构建第四系含水层三维地下水稳定流模型,利用流线追踪技术,模拟识别了孔雀河流域19702020年期间地下水流系统的变化特征.结果 表明,不同补给区和排泄区通过流线进行组合,在孔雀河周边形成了交错分布的地下水流系统,其空间分布格局随灌区地下水开采规模而变化.在20世纪70年代的拟天然状态,灌区主要发育自北向南的地下水流系统,其空间分布格局取决于水文地质参数和排泄要素,并可能存在1～4个以孔雀河为排泄带的流动系统.在有强烈地下水开采的现状条件下,灌区地下水流系统转变为从四周流向漏斗中心,截断了从孔雀河上游渗漏到中下游河道排泄的水流系统.近50 a来,以潜水蒸发为排泄方式的地下水流系统投影面积萎缩了29％,而以地下水开采为排泄方式的地下水流系统投影面积从零增加到研究区面积的40％.潜水蒸发对自然生态系统具有重要的支撑作用,灌区地下水开采应有所控制以保障潜水蒸发型地下水流系统的发育条件. 相似文献
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叠加原理在水文地质计算中的应用相当普遍,但一般局限于地下水流模型的解析解,本文扼要介绍了线性定解问题的叠加原理,在此基础上提出了线性离散模型的叠加原理,进而讨论了线性离散模型的叠加原理在地下水流数值模型中的应用一一地下水流数值模型的分解与叠加.模型分解与叠加既可用于解析分析也可用于数值计算;同时不仅可以简化复杂模型的求解问题,更有助于理解地下水变化过程. 相似文献
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潜水蒸发是四水转换的重要环节。人工溴示踪法是指示非饱和带水流运动的有效手段,详细分析蒸发条件下包气带中溴离子运移规律以及示踪剂投放条件对潜水蒸发评价效果的影响,对于论证利用人工溴示踪法评价潜水蒸发的可行性,丰富潜水蒸发评价方法体系具有重要意义。利用HYDRUS软件构建多组一维非饱和水流—溶质运移模型,分析不同水位埋深、不同岩性条件下的溴离子运移规律,进而探究示踪剂投放深度、投放浓度对潜水蒸发评价的影响。结果表明:水位埋深越浅、包气带土壤颗粒越细,潜水蒸发强度越大,溴离子向上运移越快,其对不同包气带特征条件下的潜水蒸发过程响应显著,能够有效指示潜水蒸发规律及变化。示踪剂投放深度和投放浓度是影响评价结果的重要人为因素,投放深度越小,潜水蒸发计算值与实际值更为接近;示踪剂投放浓度决定其峰值浓度,弥散作用使示踪剂分布范围逐渐扩大,浓度分布趋于均一而难以确定浓度峰值位置,增大投放浓度有助于延长评价周期。 相似文献
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为确定潜水含水层的渗透系数,施工了一个主抽水井和两个观测井,采用了潜水含水层稳定流完整井多孔、单孔抽水试验的公式法、非稳定流的完整井的半对数直线图解法和基于抽水试验资料处理软件的纽曼模型求参法三种方法进行计算,结果发现各计算方法的结果相差不大,能够相互验证。最后,选取半对数直线图解法的计算结果作为最终计算结果。该研究对潜水含水层渗透系数的计算有一定的参考价值。 相似文献
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库水位升降联合降雨作用下库岸边坡中的浸润线研究 总被引：6，自引：1，他引：5
库岸边坡中的地下水对其稳定性有重大影响,目前还没有统一的公式用来计算岸坡中的浸润线。为此,建立隔水底板呈缓倾角的均质岸坡模型,采用稳定渗流情况下的浸润线作为非稳定渗流的初始值,推导出库水位升降联合降雨作用下该模型中浸润线的近似解析解。利用Geo-Slope中的SEEP/W程序,对浸润线的近似解析解进行验证分析,结果表明,在不同库水位升降和降雨的组合条件下,由近似解析解确定的浸润线与数值模拟结果基本一致。对库水位升降联合降雨作用下赵树岭滑坡中的浸润线进行研究,利用实测浸润线验证了近似解析解的正确性,并预测了赵树岭滑坡在快速蓄水、快速蓄水＋暴雨、快速泄水及快速泄水＋暴雨4种工况下（库水位波动范围为145～175 m）浸润线的变化情况。最后,从解析解的适用条件出发剖析了近似解析解误差产生的原因,为应用浸润线解析解解决实际问题提供依据。 相似文献
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淮北平原裸地潜水蒸发计算公式比较 总被引：3，自引：0，他引：3
依据安徽省五道沟水文试验站观测资料,比较了不同公式在浅埋区黄潮土与砂姜黑土的潜水蒸发计算中的表现.建议使用彭曼公式计算的蒸发能力代替实测水面蒸发以提高拟合效果.对于黄潮土建议采用阿维里扬诺夫公式、沈立昌双曲线公式、叶水庭指数公式和幂函数公式计算潜水蒸发.对于砂姜黑土建议采用阿维里扬诺夫公式、沈立昌双曲线公式、叶水庭指数公式和反logistic公式计算潜水蒸发,不推荐在淮北地区使用清华大学公式.列出了各公式的拟合参数. 相似文献
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三峡库区黄土坡滑坡浸润线动态变化规律研究 总被引：4，自引：0，他引：4
以三峡库区黄土坡滑坡为研究对象,结合滑坡体地下水位监测数据,分析库水涨落对滑坡地下水位的影响。建立了黄土坡滑坡渗流模拟的有限元计算模型,并确定了模型合理的水头边界条件。利用Geo-Studio软件的SEEP/W模块,对库水位涨落情况下滑坡暂态渗流场的变化进行模拟,并且分析浸润线的动态变化过程,确定了库水位涨落对滑坡前缘浸润线影响区在滑坡前缘300 m范围内,并对库水位上升和下降两种工况下滑体前缘浸润线位置进行了预测。最后,分析了库水位涨落下库岸滑坡浸润线变化对滑坡稳定性影响,为研究库水位涨落下库岸滑坡浸润线和滑坡稳定性提供了依据。 相似文献
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In this study, a general mathematical model was developed for land displacements that occur as a result of the pressure decline in confined and/or phreatic aquifers. Two equations were developed by employing the equilibrium (force balance) equation and the flow equation in a deforming aquifer system. Both of these equations were integrated over the thickness of the aquifer system once a regional model had been formulated. The change of the body force in saturated and unsaturated zones of aquifers was considered in the derivation of the equilibrium equation. It was assumed that no external loading or force acting on the aquifer system was present. Two coupled equations expressed in terms of the averaged dilation and pressure were then obtained. The pumping data sets given in the papers of Bear and Corapcioglu1,2 in 1981 and 1983 were analysed. Drawdown and displacements in a confined aquifer were demonstrated to be identical to those estimated by Bear and Corapcioglu.1 In the case of a phreatic aquifer, however, the results estimated by the present approach were slightly different from those obtained by Corapcioglu and Bear.2 The discrepancies in the results are possibly due to errors in the equations presented by Corapcioglu and Bear.2 The present approach was able to avoid several assumptions and complex procedures used by Bear and Corapcioglu,1,2 especially in the case of a phreatic aquifer, by taking into account the change in the body force. 相似文献
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改进的无作物潜水蒸发经验公式 总被引：2，自引：0，他引：2
根据安徽省五道沟水文水资源实验站砂姜黑土和砂壤土2种原状土样1992-1994年的潜水蒸发实验观测数据,在分析无作物条件下潜水蒸发与各种影响因素关系、潜水蒸发系数与水面蒸发关系的基础上,采用非线性最小二乘法,以决定性系数、残差均值和方差为性能指标,对已有的潜水蒸发经验公式-阿维里扬诺夫公式和叶水庭公式进行了非线性回归拟合优度比较,并提出了2个公式的改进形式。结果表明,采用改进后的经验公式进行潜水蒸发的拟合和预测,较原有公式精度有明显提高。 相似文献
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A major challenge in seepage analysis is to locate the phreatic surface in an unconfined aquifer. The phreatic surface is unknown and assumed as a discontinuity separating the seepage domain into dry and wet parts, thus should be determined iteratively with special schemes. In this study, we systematically developed a new numerical manifold method (NMM) model for unconfined seepage analysis. The NMM is a general numerical method for modeling continuous and discontinuous deformation in a unified mathematical form. The novelty of our NMM model is rooted in the NMM two‐cover‐mesh system: the mathematical covers are fixed and the physical covers are adjusted with iterations to account for the discontinuity feature of the phreatic surface. We developed an energy‐work seepage model, which accommodates flexible approaches for boundary conditions and provides a form consistent with that in mechanical analysis with clarified physical meaning of the potential energy. In the framework of this energy‐work seepage model, we proposed a physical concept model (a pipe model) for constructing the penalty function used in the penalty method to uniformly deal with Dirichlet, Neumann, and material boundaries. The new NMM model was applied to study four example problems of unconfined seepage with varying geometric shape, boundary conditions, and material domains. The comparison of our simulation results to those of existing numerical models for these examples indicates that our NMM model can achieve a high accuracy and faster convergence speed with relatively coarse meshes. This NMM seepage model will be a key component of our future coupled hydro‐mechanical NMM model. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献