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地下水-地表水集成模型研究进展 被引量：2
1
作者 彭书艳 陆峥 +1 位作者 吴婷婷 杨晓帆 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期60-73,共14页
地下水-地表水交互过程涉及物质运移与能量传输,对流域水文生态环境有着直接影响,已成为近年来水文地质等领域的研究热点。研究表明,地下水-地表水集成模型是研究地下水与地表水交互的有效手段。通过回顾近年来地下水-地表水集成模型的... 地下水-地表水交互过程涉及物质运移与能量传输,对流域水文生态环境有着直接影响,已成为近年来水文地质等领域的研究热点。研究表明,地下水-地表水集成模型是研究地下水与地表水交互的有效手段。通过回顾近年来地下水-地表水集成模型的相关研究,概述了地下水-地表水集成模型分类、模型误差来源、模型应用、面临挑战与发展趋势等5方面内容。其中,地下水-地表水集成模型根据耦合方案可分为完全耦合模型和松散耦合模型;模型误差来源主要包括地形处理方案、驱动数据、模型参数化方案、人为因素和认知的有限性等5类;目前,集成模型广泛应用于气候变化和人类活动影响下的地下水-地表水规律变化以及水资源管理与优化配置方面的研究。随着水文学研究的深入发展,地下水-地表水集成模型面临着基础数据需求增大、硬件平台要求提高、模拟范围难以准确把握和学科交叉趋势明显等挑战;未来集成模型将向拓宽参数获取渠道、提高模型计算效率和加强不同学科融合等方面发展。 展开更多
关键词 地下水 地表水 地下水-地表水集成模型 模型误差来源 地下水-地表水交互 水资源管理与优化
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基于耦合模型的沙颍河流域地下水与地表水硝酸盐通量过程模拟 被引量：5
2
作者 陈志慧 阮晓红 单楠 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期860-870,共11页
为定量解析沙颍河流域地下水与地表水硝酸盐通量过程,构建了SWAT,MODFLOW和MT3DMS耦合模型,利用2007-2012年水量水质观测数据对模型进行了校验.校验结果表明,地表水流量决定系数R^2大于0.68,地下水水位和地表水水质R^2均大于0.9,地下水... 为定量解析沙颍河流域地下水与地表水硝酸盐通量过程,构建了SWAT,MODFLOW和MT3DMS耦合模型,利用2007-2012年水量水质观测数据对模型进行了校验.校验结果表明,地表水流量决定系数R^2大于0.68,地下水水位和地表水水质R^2均大于0.9,地下水水质相对误差Re在15%以内,符合模型精度要求.在此基础上,选择沙颍河流域探究了流域地表水与地下水补排关系和硝酸盐通量过程.结果表明,沙颍河流域地表水与地下水的补排关系主要表现为地下水补给地表水,年均净补给水量约3.18×10~8 m^3.年际表现为丰水年大,达15.2×10~8 m^3,枯水年小,仅为0.26×10~8 m^3;年内表现为汛期地表水补给地下水,枯期地下水补给地表水;空间上表现为流域中上游(沙河、颍河中上游和汾泉河)地区大,年均值可达2.53×10~8 m^3.流域地下水对地表水年均硝酸盐净补给量0.38万吨,表现为,年内秋冬季净贡献量大,占总净贡献量的81.6%;空间上表现为流域上游地区净贡献量大,占总净贡献量的87.4%.流域中下游地区净贡献量小,占总净贡献量的12.6%. 展开更多
关键词 地表地下水模型 沙颍河流域 地下水 地表水 硝酸盐
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基于地表水地下水耦合模型的白马河傍河水源地开采量评价 被引量：2
3
作者 董杰 付佳妮 滕飞达 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第5期1-9,共9页
目前基于数值模型的傍河水源地开采量评价中,常把河水作为第一类定水头边界,本质上是把河流当成无限水源,在理论上存在一定缺陷。以河流扩散波方程作为模型中的河流边界,取代传统模型中的水位和流量边界。通过模拟河水流量和水位变化模... 目前基于数值模型的傍河水源地开采量评价中,常把河水作为第一类定水头边界,本质上是把河流当成无限水源,在理论上存在一定缺陷。以河流扩散波方程作为模型中的河流边界,取代传统模型中的水位和流量边界。通过模拟河水流量和水位变化模拟地下水与河水之间水量交换,评价地下水开采量。为验证方法合理性,将第一类定水头边界模型和扩散波方程边界耦合模型的评价结果进行对比。结果表明,按耦合模型和第一类定水头边界模型评价本区地下水可开采量分别为2 733万m^3/a、3 942万m^3/a,而本区的年径流总量为3 120万m^3/a;传统的第一类定水头边界模型评价的地下水可开采量超过了流域年径流量,而耦合模型评价的结论更为合理。 展开更多
关键词 傍河开采 河流边界 河流扩散波方程 地表水地下水耦合模型
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分布式地表水-地下水耦合数值模型研究进展 被引量：13
4
作者 周妍 白国营 +2 位作者 赵洪岩 王素芬 邵景力 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期435-446,共12页
系统梳理地表、地下各水文过程中常见的控制方程以及数值求解方法,指出单一地下水模型和单一地表水模型在解决耦合问题中的短板。回顾近年来的相关研究,归纳出11种常见的耦合模型。从模型原理和适用方向2个方面对已有研究概括总结,将耦... 系统梳理地表、地下各水文过程中常见的控制方程以及数值求解方法,指出单一地下水模型和单一地表水模型在解决耦合问题中的短板。回顾近年来的相关研究,归纳出11种常见的耦合模型。从模型原理和适用方向2个方面对已有研究概括总结,将耦合方法划分为松散耦合型、半松散耦合型和紧密耦合型,分析耦合模型在变化环境下的地下水-地表水转化关系、河道生态流量以及地表水-地下水联合调度方面的应用。未来可以重点关注耦合模型在复杂地貌、多样化参数、模型识别验证方法、运算效率以及多学科交叉等方面的研究。 展开更多
关键词 地下水 地表水 地表水-地下水耦合模型 交互 生态流量 联合调度
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基于地表水-地下水耦合模型的海底地下淡水排放量估算 被引量：1
5
作者 罗璐 俞烜 +1 位作者 刘丙军 陈晓宏 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期29-39,共11页
陆源地下淡水排泄(SFGD)作为海底地下水排泄(SGD)中的重要组成部分,也是陆地向海洋输送化学物质重要且隐蔽的通道。将宾州州立集成水文模型PIHM应用到广东省东南部沿海地区,构建海岸地表水-地下水耦合模型,对SFGD速率进行时空变异分析,... 陆源地下淡水排泄(SFGD)作为海底地下水排泄(SGD)中的重要组成部分,也是陆地向海洋输送化学物质重要且隐蔽的通道。将宾州州立集成水文模型PIHM应用到广东省东南部沿海地区,构建海岸地表水-地下水耦合模型,对SFGD速率进行时空变异分析,结果表明:(1)SFGD速率与相关影响因子的多元回归分析显示当地形坡度i≤2%时,地形坡度是SFGD速率的主控因子,地形坡度越大,SFGD速率越大,当i>2%时,SFGD速率与各影响因子均无显著相关。(2)研究区域子流域之间SFGD速率差异主要是流域形状以及地形差异造成的,螺河流域片区海岸线短且沿海地区主要为平原地区,因此年均单位长度SFGD速率小。(3)在主要降雨事件中,SFGD比地表径流对降雨的响应更快,峰值出现时间比地表径流平均早1~3 d。利用地表水-地下水耦合模型研究SFGD速率的时空变异规律为海底地下水排泄估算提供了新途径,为未来沿海生态管理规划提供了科学参考。 展开更多
关键词 海底地下水排泄 陆源地下淡水排泄 地表水-地下水耦合模型 PIHM模型
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基于MIKE SHE模型的流域地下水水文响应 被引量：15
6
作者 卢小慧 李奇龙 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2015年第1期11-15,20,共6页
为研究在流域或盆地尺度上降雨入渗补给地下水水文响应的滞后效应,采用Arc GIS技术,并基于MIKE SHE软件数值分析的方法,建立了丹麦Skjern流域地表水-地下水耦合的分布式水文模型,运用观测值对该模型进行参数率定。通过观测值和模拟值对... 为研究在流域或盆地尺度上降雨入渗补给地下水水文响应的滞后效应,采用Arc GIS技术,并基于MIKE SHE软件数值分析的方法,建立了丹麦Skjern流域地表水-地下水耦合的分布式水文模型,运用观测值对该模型进行参数率定。通过观测值和模拟值对比,同时分析了Skjern流域气候条件和地下水埋深对地下水水文响应的影响,结果表明：丹麦属于温带海洋性气候,Skjern流域地下水补给集中在9—12月和1—3月;地下水位埋深为1m左右时,降雨入渗补给很快到达地下水面,地下水补给峰值的滞后时间很短,大约1~2 d;对于地下水位埋深在2~5 m之间的,滞后现象较为明显,峰值滞后4~5 d;对于地下水位埋深〉10 m的,峰值滞后时间则很长。该模型模拟Skjern流域效果较好,模型对于Skjern流域具有一定的适用性和应用潜力。 展开更多
关键词 地表水-地下水耦合模型 Skjern流域 地下水水文响应 丹麦 MIKE SHE软件
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黄藏寺水利枢纽对张掖盆地地下水影响研究 被引量：2
7
作者 曹娜 童少青 符韵梅 《人民黄河》 CAS 北大核心 2017年第6期63-67,71,共6页
黄藏寺水利枢纽工程建成运行后,将在输水关键期采用大流量输水并废除部分平原水库或其灌溉功能,地下水补给的减少或将对黑河中游张掖盆地地下水环境产生影响。由于黑河中游张掖盆地地表水与地下水存在密切联系,单独采用地下水数值模型... 黄藏寺水利枢纽工程建成运行后,将在输水关键期采用大流量输水并废除部分平原水库或其灌溉功能,地下水补给的减少或将对黑河中游张掖盆地地下水环境产生影响。由于黑河中游张掖盆地地表水与地下水存在密切联系,单独采用地下水数值模型难以准确描述地表水与地下水的转化关系,因此采用MIKE-SHE软件建立了黑河中游盆地的地表水—地下水耦合数值模型,通过校正后的模型对工程运行后的地下水演变进行了预测。模拟结果表明:黄藏寺水利枢纽工程运行对黑河中游张掖盆地地下水影响有限,河道与水库渗漏减小引起的地下水位下降值远小于当地地下水位天然变幅,可由地下水系统自然调节。 展开更多
关键词 黑河中游盆地 地表水-地下水耦合模型 地下水位 黄藏寺水利枢纽工程
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改进的新安江模型多目标参数优化——以临涣集流域为例 被引量：1
8
作者 陈曦 陈喜 +2 位作者 程勤波 张志才 黄日超 《南水北调与水利科技》 CSCD 北大核心 2018年第1期35-41,56,共8页
平原灌区水文过程受人类开采灌溉影响较大,地表水与地下水物质能量交换频繁,单目标率定方法难以同时有效模拟该区流量和地下水埋深过程。对此,在新安江模型基础上加入地下水蓄水库,构建地表-地下水耦合模型,建立包含流量与地下水埋深信... 平原灌区水文过程受人类开采灌溉影响较大,地表水与地下水物质能量交换频繁,单目标率定方法难以同时有效模拟该区流量和地下水埋深过程。对此,在新安江模型基础上加入地下水蓄水库,构建地表-地下水耦合模型,建立包含流量与地下水埋深信息的多目标函数。采用MCAT分析流量和埋深单目标以及多目标下的参数敏感性,用SCE-UA算法率定遴选出的敏感参数,比较单目标和多目标率定结果。结果表明,该多目标参数优化方法显著提高了工作效率,解决了单目标率定中无法同时达到流量与地下水埋深过程模拟高精度的问题。模型在临涣集流域的耦合模拟中取得较好效果,为平原灌区地表水与地下水动态模拟和水资源评价提供参考。 展开更多
关键词 地表地下水耦合模型 地下水蓄水库 临涣集流域 敏感性分析 多目标参数率定
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基于GSFLOW的青土湖生态输水量-湖水面积关系研究 被引量：3
9
作者 郭云彤 周妍 +1 位作者 崔亚莉 邵景力 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期32-41,共10页
西北地区水资源匮乏,生态环境脆弱,如何科学处理生产用水与生态用水的关系一直是西北干旱区水资源开发利用中关注和研究的热点难点课题之一。关于流域中上游生态输水与尾闾湖水域面积(或湿地面积)关系的定量化研究较少。以我国西北干旱... 西北地区水资源匮乏,生态环境脆弱,如何科学处理生产用水与生态用水的关系一直是西北干旱区水资源开发利用中关注和研究的热点难点课题之一。关于流域中上游生态输水与尾闾湖水域面积(或湿地面积)关系的定量化研究较少。以我国西北干旱区河西走廊石羊河流域的尾闾湖—青土湖为例,利用GSFLOW建立了区域地表水-地下水耦合模型,其中采用LAK模块及SFR2模块分别处理湖泊和输水渠道,在此基础上预测了不同生态输水方案下湖泊湖面面积的变化情况,分析了青土湖生态输水量-湖水面积关系,确定了青土湖生态输水的合理范围。研究结果显示:当前3100×10^(4) m^(3)/a的生态输水量可以保证青土湖维持年内最高湖水水位1212.23 m(平均水位1211.68 m),稳定最大面积可达16.27 km^(2);当输水量为2000×10^(4)~3700×10^(4) m^(3)/a时,随输水量增大水面面积线性增加,面积变化率相对稳定;当输水量为3700×10^(4)~4500×10^(4) m^(3)/a时,水面面积随生态输水量增多,面积增大率逐渐减小;当输水量大于4500×10^(4) m^(3)/a时,水面面积随生态输水增多增大幅度很小,特别是当生态输水量大于5500×10^(4) m^(3)/a时,面积变化率趋近于0。从维持当前青土湖水面面积和向青土湖生态输水的效益考虑,红崖山水库向青土湖的生态输水量应保持在3100×10^(4)~4500×10^(4) m^(3)/a。研究成果对于确定西北干旱区合理生态需水,协调生态、经济、社会用水可持续发展具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 青土湖 生态输水-水面面积关系 数值模拟 地下水-地表水耦合模型
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原木跌水结构对河流潜流带温度场的影响 被引量：1
10
作者 刘佶鑫 王可健 +3 位作者 刘瑛 刘德富 冯晶红 李毅 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2022年第4期21-26,共6页
为探究原木跌水结构对河流潜流带温度场的影响,应用有限元软件COMSOL Multiphysics构建了地表水地下水二维耦合模型,分析原木跌水结构的高度、间距及数量等参数变化对河流潜流带温度场的影响规律。结果表明:河道中原木跌水结构的添加会... 为探究原木跌水结构对河流潜流带温度场的影响,应用有限元软件COMSOL Multiphysics构建了地表水地下水二维耦合模型,分析原木跌水结构的高度、间距及数量等参数变化对河流潜流带温度场的影响规律。结果表明:河道中原木跌水结构的添加会改变潜流带局部的压力分布,增加原木高度、间距和数量都会使河床压力最大值增大;随着原木跌水结构高度增加,原木下方区域温度受地表水水温的影响范围扩大;随着原木跌水结构间距和数量的增加,潜流带热缓冲作用增强。原木跌水结构设置参数的变化将不同程度影响潜流带温度场的变化和热缓冲作用,引起潜流带内部的热异质性,从而增加底栖生物和水生生境的多样性。 展开更多
关键词 潜流带 原木结构 地表水地下水耦合模型 温度场 热异质性
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