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"渗流-管流耦合模型"的物理模拟及其数值模拟 总被引：16，自引：2，他引：16
井孔 -含水系统问题是当今水文地质学最重要的研究课题之一。长期以来 ,水文地质模型中对井孔的刻画基本上都是引用“热传导”中的“线汇”理论 ,需要人工预先给定线汇 线源的流量或水头的分配 ,其正确性或适用性至今没有得到理论证明。陈崇希 (1993 )提出的“渗流 -管流耦合模型”和“等效渗透系数”在理论上已解决多个水文地质问题 ,也用于几个实例 ,本文再用物理模拟检验其可靠性。论文针对具有典型意义的河床下水平井或傍河垂直井地下水流问题做了砂槽物理模拟 ,并用基于“渗流 -管流耦合模型”和“等效渗透系数”的数值方法仿真模拟了此条件下地下水流的规律。成果表明 ,数值模拟观测孔水头动态相当好地再现了物理模拟结果。论文指出了“渗流 -管流耦合模型”和“等效渗透系数”在井孔 -含水系统问题上的广泛应用前景。 相似文献
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基于Lévy运动理论的分数微分对流-弥散方程(FADE)是研究多孔介质中污染物的迁移过程的新方法.在有关研究的基础上,在FADE中引入了延迟系数R,将其扩展应用于模拟吸附性污染物的迁移问题.根据非线性最小二乘原理,构建了稳定流场阶跃输入条件下模型参数的求解方法,编制了相应的参数求解程序FADEMain.利用FADEMain对均质短土柱中Cd和NH4+-N的迁移和长土柱中NaCl的迁移进行了模拟分析.研究结果表明:FADE模拟的浓度值与实测的浓度值具有较好的一致性,与对流-弥散方程(ADE)相比,FADE对穿透曲线的前端部分(出流浓度曲线的初始部分)和后端部分(出流浓度曲线的尾部)具有较好模拟的结果,说明FADE可以较好地模拟吸附性污染物在均质介质中的迁移特征;短土柱中Cd和NH4+-N的弥散系数随迁移距离变化较小.长土柱中ADE的弥散系数介于0.05-2.74之间,FADE的弥散系数介于0.11-1.62之间,且二者的弥散系数随迁移距离的增大而增大,亦即利用FADE研究污染物的迁移问题仍然存在弥散的尺度效应问题,但FADE的弥散尺度效应小于ADE的弥散尺度效应. 相似文献
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水资源和环境工程中水平井研究简介 总被引：1，自引：0，他引：1
简单介绍了水平井在水资源和环境工程中的近期研究进展, 重点介绍了在不同含水层(如承压含水层、潜水含水层、越流含水层及河下含水层) 中, 水平井抽水条件下降深的半解析解, 同时分析了降深随抽水时间变化的标准曲线和微分标准曲线.这些半解析解可用于分析小流量水平井在中长时段的降深特性.分析了用于排水和供水的大流量水平井的水力学特征, 并介绍了求解渗流-管流耦合井流系统的一种新方法.同时介绍了在非饱和含水层中水平井抽取气体的动力学特征, 并分析了地面覆盖和未覆盖2种情况下的气体清除效率, 报告了在不同饱和含水层条件下水平井的捕获区和捕获时间的计算. 相似文献
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单井注抽试验（SWIW试验）具有成本低、耗时短、易操作等优点，被广泛用于获取野外含水层的弥散度等物理化学参数.然而，井筒附近的流场变化复杂，给模型求解带来不便，尤其是非完整井问题.针对非完整井SWIW试验问题，MODFLOW/MT3DMS软件中包含3种模块:传统WELL模块、高渗透性WELL模块和MNW模块，分别代表 3种常规的数值模拟方法.研究表明现有的这3个模块都存在一些假设条件，野外试验条件可能难以满足.为此，本研究提出一种新的计算方法，即将MNW模块中考虑井中溶质混溶的公式运用到高渗透性WELL模块上，通过一个参数反求案例的分析，证明SWIW试验模拟结果的精度得到提高.基于改进后的模型，探究传统模型中常用的两个假设条件的影响:忽略滤水管空间位置和假设试验过程中流场是稳定.结果表明:（1）非完整井井筒滤水管的位置对浓度结果的影响不可忽略；（2）含水层渗透系数与储水系数的比值较小时，稳定流场这个假设条件会带来误差. 相似文献
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为分析定流量条件下回灌堵塞对井周含水层渗流响应的影响,采用指数形式的渗透系数衰减方程反映堵塞作用下井周含水层渗透特性的时变效应,建立了考虑堵塞效应的定流量非完整回灌井流力学模型,采用变量代换、Laplace变换和有限余弦Fourier变换得到了井周含水层中水位抬升在Laplace空间的解,应用Stehfest数值逆变换方法获得了实时空间内的水头抬升和回灌压力。参数分析结果表明,较小的渐近渗透系数Kr,∞会增加回灌过程中水头抬升和回灌压力,并加剧含水层达到拟稳态时的渗流响应;较大的渗透系数衰减指数λ仅增加回灌过程中水头抬升和回灌压力,但不影响含水层达到拟稳态时的渗流响应;因Kr,∞和λ不同而引起的水头差在井筒处达到最大值并沿径向距离逐渐减小。研究结果可以为定流量回灌中井周含水层堵塞的识别与预测提供理论依据。 相似文献
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为揭示河流-地下水系统水力连通状态演化特征,以分层沉积物季节性失水河流-地下水系统为研究对象,解析水力连通状态判别标准,剖析系统内渗流变异机制,阐明水力连通状态变异类型与机制,完善演化理论框架。构建6个具有不同分层沉积物的河流-地下水系统渗流模型,利用数值模拟方法模拟水力连通状态演化及变异。结果表明:湿润锋曲线和饱和带前锋曲线是刻画水力连通状态演化的特征曲线;沉积物内渗透能力和毛细力作用差异是导致变异的原因。湿润锋曲线变异类型为陡坎型、缓坡型或交替型;饱和带前锋曲线变异类型为后移型、前突型或交替型。研究成果为进一步开展河流-地下水系统内水量评估、物质迁移和能量传输研究提供理论支撑。 相似文献
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