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题名二维承压非稳定流水均衡区间的数值模拟
被引量：2
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作者
董贵明
王颖
詹红兵
田娟
李嘉宁
代丽娜
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机构
中国矿业大学资源与地球科学学院
四川省水资源调度管理中心
美国德克萨斯农工大学地质与地球物理系
江苏师范大学地理测绘与城乡规划学院
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出处
《地质科技通报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期75-82,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(41202179)
江苏省生态环境保护地下水监测监控与污染控制重点实验室开放课题(GWKL2201)。
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文摘
由于水文地质条件的复杂性和建模工作投入的有限性,地下水数值模型往往存在不确定性。近50年来,随机方法是其不确定性分析的主要方法之一。区间不确定性与随机不确定性不同,是将水文地质参数等看做区间(范围),而不再考虑其随机特征。从区间不确定性角度出发,以非稳定二维承压水流为例,提出了在已知水文地质参数等为区间的情况下,基于一阶摄动展开的地下水均衡项区间的数值模拟方法。基于地下水流和污染物迁移三维数值模拟程序GFModel实现了这种方法。算例分析表明,本研究方法当参数变化率在0.1以内的时候,偏差相对误差整体上可以控制在10%以内,该方法的计算效率明显高于等间距连续采样法。该方法的结果中不包含随机统计信息,但在已知水文地质参数等为区间的情况下,计算出水均衡项的区间,将能在地下水资源的利用和保护决策中提供一定的理论依据。
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关键词
地下水数值模拟
水均衡
区间
GFModel
不确定性
非稳定流
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Keywords
groundwater numerical simulation
water balance
interval
GFModel
uncertainty
unsteady flow
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分类号
P641
[天文地球—地质矿产勘探]
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题名包气带井回灌引起的非饱和-饱和流分析
被引量：2
- 2
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作者
祁翠婷
詹红兵
郝永红
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机构
天津师范大学地理与环境科学学院
天津师范大学天津市水资源与水环境重点实验室
美国德克萨斯农工大学地质与地球物理系
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出处
《地质科技通报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期118-129,共12页
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基金
国家自然科学基金地质联合基金项目(U2244214)。
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文摘
包气带井回灌是人工补给含水层的重要方法。在回灌过程中,非饱和带水力参数的准确描述对于提高评价精度、增强回灌管理具有重要意义。目前已有的许多包气带井回灌的解析模型是基于Gardner土壤水分特征曲线模型(含二参数)建立的,随着三参数模型(MB模型)和四参数模型(MN模型)的提出,一个值得关注的问题是使用更加灵活的土壤水分特征曲线模型是否能提高回灌系统中非饱和-饱和流的模拟精度。本研究采用MN模型(Gardner模型和MB模型为其子集)建立了包气带井回灌模型,使用COMSOL Multiphysics对模型进行求解,所得解用于研究在回灌过程中非饱和带水力参数和地表通量对非饱和-饱和流的影响,并比较在回灌过程中基于不同土壤水分特征曲线模型所得到的水力响应。试验结果分析发现包气带井回灌引起的水力响应以及地表通量对回灌的影响均会受到非饱和带渗透性以及储水能力的影响,相对渗透系数指数ωk影响非饱和带渗透系数的变化,持水指数ωc影响非饱和带的储水能力,将指数参数简化为ωk=ωc=ω会在计算和预测包气带井回灌引起的水力响应时带来一定的误差。压力头阈值差b_(1)=ψa-ψk的绝对值较小时,对水头增量的影响也较小,此时将其简化为b_(1)=ψa-ψk=0所带来的误差也较小。本研究成果可以帮助学者们提高对包气带井回灌过程的认识,对于回灌方案设计、实施和管理具有重要的实际意义。
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关键词
包气带井
人工回灌
非饱和-饱和流
土壤水分特征曲线模型
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Keywords
vadose zone well
managed aquifer recharge
coupled unsaturated-saturated flow
soil constitutive model
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分类号
P641
[天文地球—地质矿产勘探]
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题名井筒混合效应和表皮效应对注水井溶质径向弥散的影响
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作者
马科
马冲
詹红兵
刘洋
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机构
中国地质大学(武汉)数理学院
中国地质大学(武汉)长江流域环境水科学湖北省重点实验室
美国德克萨斯农工大学地质与地球物理系
山东省地质科学研究院
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出处
《地质科技通报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期130-137,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(42272296)。
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文摘
注水井理论模型研究一直是水文地质学领域的热点问题。充分考虑含水层的非均质性,利用两区MIM(Mobile-Immobile)对流扩散模型来描述溶质在含水层中的运移过程,同时考虑表皮效应和井筒混合效应,建立一种描述注入井附近含水层溶质径向运移的动力学模型。并采用Laplace变换、Stehfest数值逆变换得到了该动力学模型的半解析解。然后改变表皮区的有效孔隙度和径向弥散度以及井筒的半径,来分析固定观测点的溶质穿透曲线和溶质浓度分布曲线的变化规律。研究表明,井筒混合效应和表皮效应对穿透曲线、溶质径向运移过程和影响区域均有着非常显著的影响。在考虑井筒混合效应时,井筒半径越大,井筒效应越明显。而表皮区域有效孔隙度越大,溶质的迁移扩展速率越小;径向弥散度越大,观测点的溶质浓度曲线越陡峭,表明该点的溶质浓度变化速率较快,且能更早达到稳定值。与前人研究相比,本研究模型能更好地描述注水井中的溶质径向弥散过程。
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关键词
表皮效应
井筒混合效应
注水井
径向溶质运移
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Keywords
skin effect
mixing effect
injection well
radial solute transport
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分类号
P641
[天文地球—地质矿产勘探]
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