基于替代模型的地下水溶质运移不确定性分析 被引量：19

1

作者 欧阳琦 卢文喜 +2 位作者 侯泽宇 顾文龙 辛欣 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1119-1124,共6页

为分析参数的不确定性对地下水溶质运移数值模型的影响,采用蒙特卡罗（Monte Carlo）模拟对一算例进行分析,并从风险评估的角度对不确定性分析的结果进行了阐释.为减小计算负荷,利用Sobol’法对模型参数进行了灵敏度分析,筛选出较为敏... 为分析参数的不确定性对地下水溶质运移数值模型的影响,采用蒙特卡罗（Monte Carlo）模拟对一算例进行分析,并从风险评估的角度对不确定性分析的结果进行了阐释.为减小计算负荷,利用Sobol’法对模型参数进行了灵敏度分析,筛选出较为敏感的参数作为随机变量,建立了模拟模型的克里格（Kriging）替代模型,进而实现Monte Carlo模拟.结果表明：置信度为80%时,井1,2,3浓度值的置信区间分别为23.46～42.06,47.99～66.73,69.54～82.94mg/L;结合风险评估,计算出地下水受污染的风险为0.54,可为地下水污染物防控与修复提供科学依据. 展开更多

关键词 地下水溶质运移 蒙特卡罗 不确定性分析 替代模型 风险评估 克里格

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渗透系数空间变异性对低渗透地层中地下水溶质运移的影响 被引量：10

2

作者 王超 束龙仓 鲁程鹏 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期137-142,共6页

以天津市北大港水库为例,通过野外勘探、现场取样、室内试验、数值模拟等方法,研究水库库底地层渗透系数空间变异性对地下水溶质运移的影响。结果表明:北大港水库库底地层渗透系数较小,且呈现出较强的空间变异性;地下水流通量随地层渗... 以天津市北大港水库为例,通过野外勘探、现场取样、室内试验、数值模拟等方法,研究水库库底地层渗透系数空间变异性对地下水溶质运移的影响。结果表明:北大港水库库底地层渗透系数较小,且呈现出较强的空间变异性;地下水流通量随地层渗透系数空间变异程度的增加而增大,渗透系数均值对水流通量的影响大于其标准差;渗透系数均值越大,在地下水流的抑制作用下,溶质运移程度越弱,而渗透系数空间变异性越强,地下水流的抑制作用相对越弱,溶质运移程度越强。 展开更多

关键词 北大港水库 库底地层 渗透系数 空间变异性 地下水溶质运移

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地下水溶质运移数值模拟中减少误差的新方法 被引量：6

3

作者 梅一 吴吉春 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期639-645,共7页

地下水中污染物运移的数值模拟方法一直是学界的研究热点问题。而如何减少与消除对流-弥散方程数值解中浓度陡锋面附近的数值振荡与数值弥散,更是研究的前沿与难点。提出了一种地下水溶质运移数值模拟中减少数值弥散的新方法。该方法的... 地下水中污染物运移的数值模拟方法一直是学界的研究热点问题。而如何减少与消除对流-弥散方程数值解中浓度陡锋面附近的数值振荡与数值弥散,更是研究的前沿与难点。提出了一种地下水溶质运移数值模拟中减少数值弥散的新方法。该方法的核心思想是在水动力弥散系数上加上一个数值弥散估算值,得到一个修正弥散系数,用其替代方程中有明确物理意义的水动力弥散系数进行计算。并提出了一个参数——数值弥散因子(μNDF),可以根据研究需要进行参数分区并适当调节该因子的大小,从而达到控制数值振荡,减小数值弥散的目的。从一维到二维的多个数值算例的模拟计算结果表明,该方法能在消除数值振荡的基础上,较好地减少数值弥散,达到满意的精度。 展开更多

关键词 数值振荡 数值弥散 对流-弥散方程 有限差分 地下水溶质运移

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基于Excel的一维地下水溶质运移数值模拟简易方法 被引量：3

4

作者 杨亚芳 吴萌萌 +1 位作者 刘明柱 范辉 《水电能源科学》 北大核心 2013年第9期45-47,28,共4页

针对地下水数值模拟软件难于推广使用问题,利用Excel办公软件并基于Crank-Nicolson差分方法,提出了一种简易的一维地下水溶质运移的数值模拟方法,再采用地下水模拟专业软件GMS7.1进行验证,发现两者模拟结果吻合。该方法为解决实际的地... 针对地下水数值模拟软件难于推广使用问题,利用Excel办公软件并基于Crank-Nicolson差分方法,提出了一种简易的一维地下水溶质运移的数值模拟方法,再采用地下水模拟专业软件GMS7.1进行验证,发现两者模拟结果吻合。该方法为解决实际的地下水溶质运移问题提供了便利。 展开更多

关键词 地下水溶质运移 有限差分 EXCEL 对流—弥散 Crank-Nicolson方法

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地下水溶质运移方程有限差分格式的实证研究 被引量：3

5

作者 焦甜 王军霞 +1 位作者 唐仲华 刘耿 《安全与环境工程》 CAS 2016年第3期17-23,共7页

在求解对流占优的地下水溶质运移方程时,为克服有限差分法和有限单元法产生的过量和值弥散等虚假数值现象,出现了许多数值方法,其中包括Crank-Nicholson格式、上游加权法和人工扩散量法等。以一维地下水溶质运移方程为例,分析三种差分... 在求解对流占优的地下水溶质运移方程时,为克服有限差分法和有限单元法产生的过量和值弥散等虚假数值现象,出现了许多数值方法,其中包括Crank-Nicholson格式、上游加权法和人工扩散量法等。以一维地下水溶质运移方程为例,分析三种差分格式的截断误差、稳定性和收敛性,并通过数值试验,在不同的对流强度下,将不同算法的数值解与解析解进行对比,研究不同算法的优缺点和适用条件。结果表明:在对流占优较弱时,三种方法都适用,但Crank-Nicholson差分格式误差最小;当对流强度增大时,适用时间步长较小的人工扩散量法;当对流强度较大时,适用时间步长较大的人工扩散量法,或者空间步长较小的上游加权法。该研究可为解决实际问题时算法的选择提供依据。 展开更多

关键词 地下水溶质运移方程 对流占优强度 有限差分格式 解析解 实证对比

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利用熵格式计算地下水溶质运移方程

6

作者 陈荣三 王凡芮 邹敏 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1175-1179,共5页

用分裂法将地下水溶质运移方程分成对流方程和弥散方程,对流方程采用熵格式求解,弥散方程采用中心格式求解.数值试验表明,该格式不会产生过量问题,没有出现非物理振荡,数值弥散较小.

关键词 地下水溶质运移方程 熵格式 对流占优

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水文地质参数对地下水溶质预测结果的影响 被引量：7

7

作者 李远伟 苏欣 +3 位作者 张静 甘欣 袁野 邓仕槐 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期303-307,共5页

以西南某磷矿的尾矿库为对象,研究解析法预测地下水溶质运移过程中水文地质参数对预测结果的影响。通过水文地质勘查获得库区水文地质参数的变化范围,然后选择连续注入示踪剂-平面连续点源模型进行预测。结果表明:极端情况下,承压含水... 以西南某磷矿的尾矿库为对象,研究解析法预测地下水溶质运移过程中水文地质参数对预测结果的影响。通过水文地质勘查获得库区水文地质参数的变化范围,然后选择连续注入示踪剂-平面连续点源模型进行预测。结果表明:极端情况下,承压含水层的总磷最大扩散质量浓度在1 001 d后达到稳定。承压含水层厚度与总磷最大模拟质量浓度呈现倒数关系,当承压含水层厚度小于10 m时,总磷预测质量浓度随承压含水层厚度变化较快;在其他参数为最不利的情况下,承压含水层流速大于0.076 23 m/d时,总磷最大模拟质量浓度随承压含水层流速增大而减小;总磷最大模拟质量浓度随承压含水层扩散系数增大而减小,总磷最大模拟质量浓度随承压含水层扩散系数的变化可分为快速、缓慢下降及平衡3个阶段。 展开更多

关键词 环境科学技术基础学科 地下水动力学 平面连续点源 地下水溶质运移 承压含水层 扩散系数

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基于区域分解法的地下水有限元并行数值模拟 被引量：11

8

作者 王浩然 朱国荣 +1 位作者 江思珉 王敏 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期245-252,共8页

　地下水系统概念的出现对地下水模拟技术、地下水决策支持管理提出了新的要求,比如地下水系统中同时包含包气带模型和饱和带模型,或者在饱和带中同时出现孔隙介质模型和裂隙介质模型,更可能在建造地下水模型的同时必须结合考虑地表水模... 　地下水系统概念的出现对地下水模拟技术、地下水决策支持管理提出了新的要求,比如地下水系统中同时包含包气带模型和饱和带模型,或者在饱和带中同时出现孔隙介质模型和裂隙介质模型,更可能在建造地下水模型的同时必须结合考虑地表水模型,所有的这些顾虑和可能均会使模型复杂化,且不说用目前流行的数值方法难于求解,就算能求解也势必造成计算工作量的剧增,这就需要借助高性能计算机来担任这项工作.相对于代价高昂的共享内存多处理器技术,基于分布式模型的机群计算技术为此项工作的实现提供了可能.讨论了如何利用机群计算技术,实现地下水有限元并行数值模拟.从地下水有限元模型的并行求解可能、基于区域分解法的并行算法、并行编程以及并行计算的实现各方面着手,系统地阐述了地下水有限元并行模拟的关键技术,并将该方法应用于一个理想的地下水溶质运移模型中,取得了成功.还讨论了方法的应用前景,包括利用机群计算技术实现对整个流域的地下水进行准实时模拟,为地下水调度提供决策依据. 展开更多

关键词 并行计算 机群 区域分解法 地下水溶质运移

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基于GMS的北京市朝阳区地下水环境数值模拟与预测分析 被引量：12

9

作者 郑凌云 张永祥 +1 位作者 贾瑞涛 章蓬勃 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2022年第1期114-123,共10页

为研究北京市朝阳区地下水压采过程中硝酸盐污染发展趋势,基于近年来地下水观测资料及钻孔资料,利用地下水数值模拟软件GMS,建立地下水水流和溶质运移耦合模型,对研究区地下水硝酸盐的迁移扩散进行了数值模拟,并分别预测了5 a后在丰水... 为研究北京市朝阳区地下水压采过程中硝酸盐污染发展趋势,基于近年来地下水观测资料及钻孔资料,利用地下水数值模拟软件GMS,建立地下水水流和溶质运移耦合模型,对研究区地下水硝酸盐的迁移扩散进行了数值模拟,并分别预测了5 a后在丰水年、平水年和枯水年三种情景下硝酸盐的分布状况和浓度变化趋势。研究表明:地下水压采过程中,研究区地下水位基本呈逐年上升的趋势,平水年地下水漏斗中心水位上升2.0~2.5 m,地下水呈西南向东北流向。硝酸盐污染羽的扩散方向与地下水流动方向较为一致,污染中心北侧污染羽向东北方向扩散,且丰水年扩散距离最远。整个区域内Ⅰ、Ⅱ类水质面积逐渐减小。污染较严重的西南地区硝酸盐浓度有所降低,且浓度梯度减小。研究区地下水流与溶质运移两者之间有着密切的联系,应加强对地下水资源的科学调度,防止地下水环境的进一步恶化。 展开更多

关键词 朝阳区 地下水压采 硝酸盐污染 数值模拟 水质 水环境 二维地下水水流-溶质运移耦合模型 水污染风险

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软岩与水相互作用研究综述 被引量：18

10

作者 张娜 王水兵 +2 位作者 赵方方 李家斌 孙冻炎 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2018年第7期1-7,共7页

软岩是一类松散、破碎、软弱及风化膨胀性的强度较低的岩石,在水环境作用下软岩易产生大变形失稳破坏。大多数岩土工程事故都涉及到软岩与水的相互作用,研究软岩与水相互作用对于分析某些由软岩失稳引起的工程事故具有重要的理论和现实... 软岩是一类松散、破碎、软弱及风化膨胀性的强度较低的岩石,在水环境作用下软岩易产生大变形失稳破坏。大多数岩土工程事故都涉及到软岩与水的相互作用,研究软岩与水相互作用对于分析某些由软岩失稳引起的工程事故具有重要的理论和现实意义。针对软岩与水相互作用这一问题,从软岩与水相互作用的分类、软岩吸水特性的影响因素及其软岩吸水失稳机理等方面,对国内外具有代表性的研究成果进行了梳理。结果表明:软岩与水相互作用可分为力学作用、物理作用和化学作用。在各种影响软岩吸水特性的因素中,主要因素是黏土矿物的含量和种类、孔隙结构,其他影响因素有水压变化、软岩的干湿循环次数、软岩的块体尺度(尺度效应)和吸水时间等。软岩吸水失稳的根本原因是吸水后黏土矿物微观结构发生变化,而是否含蒙脱石等吸水性极强的黏土矿物并非直接原因;后者只是对软岩吸水过程起到促进作用。 展开更多

关键词 软岩水理作用 水岩相互作用 黏土矿物 微观结构 煤矿地下软岩巷道 高渗透水压 深部高应力软岩巷道支护 地下水溶质运移

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应用图像分析法构建食用亮蓝浓度与色度的定量关系 被引量：1

11

作者 黄思涵 万军伟 《安全与环境工程》 CAS 北大核心 2020年第6期7-12,共6页

实验室尺度的地下水溶质运移砂槽模型实验是探究溶质在地下含水介质中运移规律的常用方法,而砂槽模型实验中示踪剂的选择及浓度的监测方法是一项非常基础的研究工作,它直接影响到实验室砂槽模型实验的代表性及数据采集的可靠性。有色示... 实验室尺度的地下水溶质运移砂槽模型实验是探究溶质在地下含水介质中运移规律的常用方法,而砂槽模型实验中示踪剂的选择及浓度的监测方法是一项非常基础的研究工作,它直接影响到实验室砂槽模型实验的代表性及数据采集的可靠性。有色示踪剂可以通过色度随时间和空间的变化间接得到溶质在地下含水介质中运移规律,避免了实验过程中对含水介质和流场的扰动,已越来越多地被采用。食用亮蓝是一种常见的食品添加剂,它的水溶性强、无毒、不易被砂土颗粒吸附,非常适合地下水渗流示踪研究,但是其浓度与色度的定量关系尚未确定。为了更准确地定量揭示地下水溶质迁移规律,必须首先建立食用亮蓝浓度与色度的定量关系,本文利用图像分析法建立食用亮蓝浓度与色度的定量方程,为该示踪剂在地下水溶质运移示踪试验研究奠定了基础。 展开更多

关键词 地下水溶质运移 图像分析法 示踪剂 食用亮蓝 浓度与色度 定量关系

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