Numerical modeling of the transient hydrogeological response produced by tunnel construction in fractured bedrocks   总被引：10，自引：0，他引：10  

Jorge Molinero  Javier Samper  Rubn Juanes 《Engineering Geology》2002,64(4):369-386

Groundwater inflows into tunnels constructed in fractured bedrocks not only constitute an important factor controlling the rate of advancement in driving the tunnel but may pose potential hazards. Drawdowns caused by tunnel construction may also induce geotechnical and environmental impacts. Here we present a numerical methodology for the dynamic simulation of the hydrogeological transient conditions induced by the tunnel front advance. The methodology is based on the use of a Cauchy boundary condition at the points lying along the tunnel according to which water discharge, Q, is computed as the product of a leakage coefficient, , and the head difference, (H−h), where H is the prescribed head at the tunnel wall and h is the hydraulic head in the fractured rock in the close vicinity of the tunnel. At a given position of the tunnel, is zero until the tunnel reaches such position when it is assigned a positive value. The use of step-wise time functions for allows an efficient and accurate simulation of the transient hydrogeological conditions at and around the tunnel during the excavation process. The methodology has been implemented in TRANMEF-3, a finite element computer code for groundwater flow in 3D fractured media developed at the University of A Coruña, Spain, and has been used to simulate the impact of a tunnel on the groundwater system at the Äspö island (Sweden). This tunnel was constructed to access an underground laboratory for research on radioactive waste disposal. The large amount of available data at this site provides a unique opportunity to test the performance of the numerical model and the proposed methodology for tunnel advance. With just minor calibration, the numerical model is able to reproduce accurately the measurements of inflows into the tunnel at several reaches and hydraulic heads at surface-drilled boreholes. These results obtained at the Äspö site lead us to conclude that accurate predictions of the transient hydrogeological responses induced by tunneling works in fractured bedrocks, can be achieved provided that a sound hydrogeological characterization of large-scale fracture zones is available.  相似文献   

New solutions for the geodetic coordinate transformation   总被引：5，自引：2，他引：5  

G. C. Jones 《Journal of Geodesy》2002,76(8):437-446

 The Cartesian-to-geodetic-coordinate transformation is approached from a new perspective. Existence and uniqueness of geodetic representation are presented, along with a clear geometric picture of the problem and the role of the ellipse evolute. A new solution is found with a Newton-method iteration in the reduced latitude; this solution is proved to work for all points in space. Care is given to error propagation when calculating the geodetic latitude and height. Received: 9 August 2001 / Accepted: 27 March 2002 Acknowledgments. The author would like to thank the Clifford W.␣Tompson scholarship fund, Dr. Brian DeFacio, the University of Missouri College of Arts &Sciences, and the United States Air Force. He also thanks a reviewer for suggesting and providing a prototype MATLAB code. A MATLAB program for the iterative sequence is presented at the end of the paper (Appendix A).  相似文献   

裂隙岩体中非饱和渗流与运移的概念模型及数值模拟   总被引：12，自引：2，他引：12  

项彦勇 《工程地质学报》2002,10(2):204-209

探讨了裂隙岩体中非饱和地下水渗流与溶质运移的几种概念模型的构造及数值模拟问题 ,如裂隙网络模型、连续体模型、等效连续体模型、双孔隙度 (单渗透率 )模型、双渗透率模型、多组份连续体模型等。在裂隙岩体中 ,非饱和地下水的渗流可能只局限于岩体中的岩石组份、或裂隙网络 ,也可能在裂隙和岩石中同时发生 ;对前一种情形只需考虑单一连续体中的流动 ,而后一种情况则需要包括地下水在岩石和裂隙之间的交换。岩体中的裂隙网络往往是溶质运移的主要通道 ;但当溶质在裂隙与岩石之间的渗透和扩散是重要的运移机制时 ,就需要考虑岩石与裂隙界面处的溶质交换。为了模拟岩石与裂隙之间地下水和溶质的交换 ,就需要了解岩石与裂隙之间相互作用的模式和范围 ,使得这类问题的概念模型较单一连续体模型多了一层不确定性、其数值模拟也变得更为困难。因为在实际问题中不易、甚至根本不能判别非饱和渗流的实际形态 ,具体采用哪种模型主要取决于分析的目的和对现场数据的掌握程度。不论哪种模型都会受到模型及参数不确定性的影响 ,因此必须考虑与其他辅助模型的比较.  相似文献   

国家气象中心集合数值预报业务系统的发展及应用   总被引：32，自引：9，他引：32       下载免费PDF全文

李泽椿  陈德辉 《应用气象学报》2002,13(1):1-15

介绍集合数值预报的基本概念，简要回顾国家气象中心的集合数值预报系统的开发过程，并概述了国家气象中心现有的中期集合数值预报业务系统的组成、集合数值预报产品的解释与应用、集合数值预报的未来发展趋势。  相似文献   

温度对夏玉米光合生产力影响的数值模拟研究   总被引：4，自引：1，他引：4       下载免费PDF全文

刘建栋  于强等 《应用气象学报》2002,13(4):397-405

利用美国Licor-6200便携式光合作用仪测定了夏玉米光合作用速率，给出了叶片光合作用模型，建立了夏玉米冠层光温生产力数值模式，阐明了日平均气温与冠层群体光合作用之间的相对确定性关系，并提出了光合等效温度的概念及计算方法。在此基础上，推导出温度对群体光合作用影响的函数表达式，使温度订正函数f (T)不再是简单的假设，而是建立在较为严格的理论基础之上，从而实现了光合模型的时间尺度转换，为更准确地建立生态动力模型及农业气候资源数值模型提供了前提条件。  相似文献   

实时海温对动力延伸（月）预报影响的数值试验研究   总被引：5，自引：4，他引：5       下载免费PDF全文

骆美霞  张道民 《应用气象学报》2002,13(6):727-733

对1992年7月10日、19日和1997年7月1日3个个例，进行了实时海温和气候海温的对比数值试验，研究实时海温对月尺度数值预报的影响。个例试验结果表明，实时海温对10天以下的数值预报影响较小，但对月时间尺度的数值预报的影响则十分明显，实时海温对大气的强迫作用同模式大气的初值和预报模式包含的物理过程以及海温异常的强度有关。  相似文献   

CAPPS在国家气象中心多城市污染指数数值预报业务系统中的应用   总被引：8，自引：3，他引：8  

朱蓉  徐大海  周朝东  张跃堂  周春红  况石 《应用气象学报》2002,13(Z1):204-213

国家气象中心在中国气象科学研究院CAPPS系统的基础上,建立了多城市污染指数数值预报业务系统,同时预报47个重点城市的SO2、NO2和PM10的日均污染指数.从2001年6月21日至7月17日的试验预报表明,总体预报准确率和与监测值的相关都在60%以上,与各城市气象局、环境保护局联合发布的综合预报准确率和与监测值的相关比较接近.说明CAPPS用于国家气象中心多城市污染指数数值预报业务系统,能够为城市空气质量业务预报提供有参考价值的数值预报产品.  相似文献   

二氧化碳浓度增加对冬小麦生长发育影响的数值模拟   总被引：3，自引：1，他引：3  

周晓东  王馥棠  朱启疆 《气象学报》2002,60(1):53-59

根据国内外小麦生长模拟研究成果,借鉴荷兰学者的模拟思路,从作物生长的主要生理过程人手,综合考虑气候变暖与大气中CO2浓度增加等因素对作物生长发育和产量形成的影响,修正了在一级生产水平下冬小麦生长模拟模式,使得模式能够对CO2浓度的变化做出相应的反应。经资料检验,在当前CO2浓度下,冬小麦总干重和穗干重的模拟平均相对误差小于10％,其它器官干重及叶面积指数的模拟也取得了较好的结果。运用改进后的模式模拟试验了未来气候变暖和CO2倍增对冬小麦生长发育的可能影响。  相似文献   

一种适用于有限差分模式的负载平衡区域分解方法   总被引：6，自引：1，他引：6  

金之雁  王鼎兴 《气象学报》2002,60(2):188-193

分布式内存并行处理在数值天气预报等超大规模科学计算中已经得到了广泛的应用。中尺度模式由于分辨率高 ,计算量大 ,需使用更多的处理机进行并行运算。另一方面 ,由于复杂的物理过程的采用 ,增加了不同天气的计算量的不平衡。但是 ,目前所广泛使用的并行处理方法在处理机数量较多时不能很好地均衡计算负载 ,引起并行计算效率的降低。本文提出了一种新的非规则区域分解负载分配方法。并与已有的负载分配方法进行了分析试验对比 ,该方法能更有效地平衡负载 ,取得更好的加速效果  相似文献   

过冷层状云中飞机播云有效区域的模拟研究   总被引：8，自引：2，他引：8  

余兴  王晓玲  戴进 《气象学报》2002,60(2):205-214

根据飞机人工增雨作业个例 ,利用层状云中催化剂输送扩散的三维时变模式 ,对过冷层状云中播云产生的有效区域、催化剂水平输送和扩散速率等进行了模拟研究。结果表明 :(1)飞机播云 4 5min线长 32 7km ,投影有效面积和有效体积在播云刚结束时 (5 0分 )达到极大 ,其值分别为 70 7km2 和 2 98.0km3 ,有效扩展宽度和厚度为 2 .5 1km和 0 .4 2km ;(2 )有效作用时段为 2 0～ 80min ,其间的投影有效面积平均值为 5 13.3km2 ,平均有效扩展宽度和厚度分别为 2 .4 1km和 0 .4 5km ;(3)在扩散作用下 ,投影有效面积和有效体积先随时间不断增加 ,达到极值后逐渐减小 ,播云结束 (5 5分 )后 ,云中的有效区域消失 ,其间的投影有效面积平均值为 389.7km2 ,平均有效扩展宽度和厚度分别为 2 .34km和 0 .4 4km ;(4)云中催化剂水平输送 1h的平均值达到 6 5km ,仅与风场有关。催化剂扩散速率 1h平均为 0 .82m/s,与风、温、湍流有关 ;(5 )在飞机增雨作业时 ,飞行方案的设计必须是严格科学的 ,以便进一步提高人工增雨的实效  相似文献