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海潮引起的滨海地区包气带气压周期性变化的数值模拟

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地球科学（中国地质大学学报） 2003年第5期28卷 505-510页

作者：李海龙焦赳赳鞍山师范学院数学计算机系辽宁鞍山114005 香港大学地球科学系

滨海地区的地下水位由于海潮而上下波动,这早已是为人熟知的事实.但是,滨海地区包气带中气压也会随海潮的起伏而作周期性变化,这一点却很少为人注意.如果地表由渗透性差的材料如水泥或沥青路面覆盖(这种情况在香港高度城市化的近海地区... 详细信息

滨海地区的地下水位由于海潮而上下波动,这早已是为人熟知的事实.但是,滨海地区包气带中气压也会随海潮的起伏而作周期性变化,这一点却很少为人注意.如果地表由渗透性差的材料如水泥或沥青路面覆盖(这种情况在香港高度城市化的近海地区很常见),海潮的起伏会产生幅度异常高的气压波动.在某些情形下,足够高的气压会引起如路面拱起等工程问题.因此,研究海潮引起的包气带气流,不仅具有理论意义,还对滨海地区土木工程有实际指导作用.以香港某滨海地区为例,建立了该地区一剖面上水气两相流的二维数学模型,并用TOUGH2程序进行了数值模拟.通过数值敏感度分析,探讨了影响沥青路面下气压的主要水文地质因素.在根据该地区实际水文地质情况选取了适当的模型边界条件和模型参数后,沥青路面下气压的数值模拟结果和观测数据吻合程度良好.

关键词：水气两相流 TOUGH2模拟程序海潮临海包气带气压波动

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承压含水层井流-盖层弯曲效应的解析理论

地球科学（中国地质大学学报） 2003年第5期28卷 545-550页

作者：王旭升陈崇希焦赳赳武汉大学水资源与水电工程国家重点实验室湖北武汉430072 中国地质大学环境地质研究所湖北武汉430074 香港大学地球科学系

指出承压含水层盖层的弯曲变形与开采井周围的径向地下水运动存在相互作用,而这一效应在传统的井流理论中没有被认识到.通过引入弹性薄板理论,建立了无越流的承压含水层井流-顶板弯曲效应的解析模型,同时考虑了含水层和水的压缩性,结果... 详细信息

指出承压含水层盖层的弯曲变形与开采井周围的径向地下水运动存在相互作用,而这一效应在传统的井流理论中没有被认识到.通过引入弹性薄板理论,建立了无越流的承压含水层井流-顶板弯曲效应的解析模型,同时考虑了含水层和水的压缩性,结果表明Theis井流方程给出的抽水降深偏小.在此基础上推导了有越流承压含水层井流-盖层弯曲效应的偏微分方程,求出了解析解,并与传统理论的结果进行了对比,表明Hantush Jacob公式计算的降深也是偏小的.在抽水井附近和抽水初期,传统理论可能导致显著的相对误差.

关键词：井流弯曲承压含水层越流解析解

非稳态地下水流系统响应降雨变化的数值模型研究

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地质科技通报 2023年第4期42卷 154-161,169页

作者：张萧琅焦赳赳俄亥俄州立大学地球科学学院俄亥俄州哥伦布市43210 香港大学地球科学系中国香港999077

区域地下水流系统的发育受地质、气候和地形多种因素的影响。以往的地下水流系统研究主要探讨了地质、地形和稳态气候条件下所形成的局部、中间和区域流动系统的组成特征,对非稳态的地下水流系统认识不足。聚焦于研究地下水流系统对降... 详细信息

区域地下水流系统的发育受地质、气候和地形多种因素的影响。以往的地下水流系统研究主要探讨了地质、地形和稳态气候条件下所形成的局部、中间和区域流动系统的组成特征,对非稳态的地下水流系统认识不足。聚焦于研究地下水流系统对降雨变化的动态响应规律,使用HydroGeoSphere构建了剖面二维地下水地表水耦合数值模型,模拟在降雨的周期性和随机性叠加动态驱动下非稳态渗流场形成的地下水流系统。模拟结果表明,各层级流动系统的空间范围都会随着降水波动而发生变化。局部地下水流系统在雨季并非都处于扩张状态,在旱季也并非都处于收缩状态。各个局部流动系统的同时刻穿透深度之间可能具有无关、正相关或负相关关系,这取决于各个局部流动系统响应降雨变化的滞后性。中间流动系统在非稳态条件下非常活跃,其排泄出口、补给入口和循环路径随时间变化,并强烈影响局部流动系统。通过5种不同含水层参数和降雨情景的模拟对比,发现地下水流系统的滞后性和穿透深度的相关性对含水层各向异性特征较为敏感。下一步,需要更加深入地研究地下水流系统在季节尺度、多年乃至跨世纪时间尺度气候波动过程中的非稳态响应规律。

关键词：地下水流系统局部流动系统循环深度降雨

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珠江三角洲第四纪各地层生成与存储天然铵能力的探讨与对比

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生态环境学报 2013年第12期22卷 1909-1915页

作者：王亚焦赳赳陈建耀香港大学地球科学系中山大学水资源与环境系广东广州510275

珠江三角洲第四纪底部含水层当中的天异常高然铵,来自于第四纪沉积当中的有机质在厌氧条件下的矿化。珠江三角洲第四纪晚期的沉积序列,主要包括两层海相沉积层(M1和M2),以及两层陆相沉积层(T1和T2)。然而,截至目前,上述地层对天然铵的... 详细信息

珠江三角洲第四纪底部含水层当中的天异常高然铵,来自于第四纪沉积当中的有机质在厌氧条件下的矿化。珠江三角洲第四纪晚期的沉积序列,主要包括两层海相沉积层(M1和M2),以及两层陆相沉积层(T1和T2)。然而,截至目前,上述地层对天然铵的生成与存储作用,尚不明确。从三角洲的内陆到近岸,选取重点钻孔BJ8、SD1、SD14和MZ4,利用准确的定年数据,以及钻孔剖面各类铵以及总有机碳等数据,探讨与比较了珠江三角洲第四纪各地层生成与储存天然铵的能力。结果表明:全新世时期的海相沉积层(M1),具有高达17.4 g·kg-1的沉积有机质质量分数。对SD14钻孔剖面上高精度的有机碳分析表明,M1、M2层平均有机质质量分数分别为11.7和10.1 g·kg-1。因此,相对于晚更新世时期的海相沉积层(M2)来说,全新世海相沉积层M1具备生成更多铵的能力。对SD14钻孔剖面上各类铵的分析表明,M1和M2总铵质量分数的平均值分别为0.41和0.31 g·kg-1;M1、M2和T2各地层单位面积所储存铵的平均值分别为28.6、11.25和0.34 kg·m-2。而不同地层铵含量的差异,在该研究关注的其他钻孔BJ8,SD1和MZ4也非常明显。因此得出结论,全新世海相沉积层M1,是主要的储铵层,而M2则是次要的储铵层。两个陆相沉积层T1和T2,不论在生铵和储铵的功能上,远远小于两个海相沉积层。在M1层中,铵的量呈现随深度增加而升高的趋势,原因在于铵不断生成累积,并通过扩散作用向下运移。而M2层中铵的含量呈现由上至下递减的趋势,说明M2层中的铵主要来自于上部M1层的扩散,其本身生成铵的量比M1少。M1层在珠江三角洲广泛发育,M2层经过长期的风化和剥蚀,在珠江三角洲许多地方已缺失。珠江三角洲底部含水层中天然高铵的浓度,主要由M1层生成与存储的铵的总量所决定。

关键词：珠江三角洲第四纪沉积地层天然高铵沉积有机质

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第一讲灰色系统理论概言与灰色水文地质系统

勘察科学技术 1987年第5期 43-47页

作者：焦赳赳武汉地质学院

灰色系统理论是我国学音邓聚龙1982年首创的一种新型系统理沦。目前已广泛地应用于社会,农业,经济,生态等复杂系统研究.并取得了可喜的成就,从而引起了国内外许多知名学者的关注。灰色系统是指所研究对象信息部分清楚,部分不清楚的系统... 详细信息

灰色系统理论是我国学音邓聚龙1982年首创的一种新型系统理沦。目前已广泛地应用于社会,农业,经济,生态等复杂系统研究.并取得了可喜的成就,从而引起了国内外许多知名学者的关注。灰色系统是指所研究对象信息部分清楚,部分不清楚的系统。实际上水文地质系统就属于复杂的灰色大系统。本刊从这期开始举办灰色系统理论与水文地质学讲座,将陆续对灰色系统理论的主要内容即灰色系统分析,建模,预测,决策,控制等予以简要介绍,并探讨该理论在水文地质中的可能应用,以图引起广大水文地质工作青的重视。

关键词：灰色系统理论模糊数学灰色理论模糊性数学灰数白化白色系统水文地质系统水文地质学影响系数邓聚龙

颗粒形状对多孔介质孔隙特征和渗流规律影响研究的探讨

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长江科学院院报 2011年第3期28卷 39-44页

作者：张家发焦赳赳长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室武汉430010 香港大学地球科学系

讨论了颗粒形状对于多孔介质孔隙系统及其渗流规律的可能影响及其研究意义;综述相关领域的研究成果,探讨了颗粒形状的测量评定方法、颗粒形态和填筑的模拟方法、孔隙系统的可视化研究方法,以及渗流规律的试验对比研究方法;分析指出了颗... 详细信息

讨论了颗粒形状对于多孔介质孔隙系统及其渗流规律的可能影响及其研究意义;综述相关领域的研究成果,探讨了颗粒形状的测量评定方法、颗粒形态和填筑的模拟方法、孔隙系统的可视化研究方法,以及渗流规律的试验对比研究方法;分析指出了颗粒形状对渗流规律影响的研究在促进水处理滤料开发和碎石料作为大坝填料利用方面的应用前景。

关键词：颗粒形状多孔介质渗流试验模拟

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第三讲灰色水文地质系统时间序列预测

勘察科学技术 1988年第1期 39-44页

作者：焦赳赳武汉地质学院

目前,水文地质学中所采用的预测方法不外于两类,一类是利用确定性数学模型对系统的未来状态进行预测,这种预测一般要求系统的结构和参数已知,常对资料要求高,计算复杂;另一类是利用非确定性数学模型对系统未来状况进行预测,这种预测是... 详细信息

目前,水文地质学中所采用的预测方法不外于两类,一类是利用确定性数学模型对系统的未来状态进行预测,这种预测一般要求系统的结构和参数已知,常对资料要求高,计算复杂;另一类是利用非确定性数学模型对系统未来状况进行预测,这种预测是建立在系统的结构和参数受许多不确定性因素支配基础上。与数值法相比,后一种预测要求资料较少,计算工作量不大。我们曾说水文地质系统

关键词：模型群时间序列残差辨识新陈代谢模型灾变预测水文地质系统数列预测灰数数据变化预测方法预测模型数学模型径流量灰色系统理论灰色理论

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第二讲灰色水文地质系统分析与时间序列建模

勘察科学技术 1987年第6期 18-23页

作者：焦赳赳武汉地质学院

我们曾说过,水文地质系统状态变量的影响因素是灰的,要对这些状态变量进行研究,首先就要搞清诸多因素的主次关系,这种使地下水系统影响因素不断白化的过程即称为地下水系统分析。当影响因素得到了白化,我们即可以抓住主要因素,对系统建... 详细信息

我们曾说过,水文地质系统状态变量的影响因素是灰的,要对这些状态变量进行研究,首先就要搞清诸多因素的主次关系,这种使地下水系统影响因素不断白化的过程即称为地下水系统分析。当影响因素得到了白化,我们即可以抓住主要因素,对系统建模、预测、控制。这一讲将介绍灰色系统理论系统分析方法——关联度分析法和灰色建模法。一、灰色关联度分析方法 1.基本思路现在系统分折的量化方法,大多未脱离数理统计的范畴。灰色系统理论提出了一种新的分析方法

关键词：关联度分析法水文地质系统时间序列灰色系统理论灰色理论一阶微分方程初值化均值化累加生成分辨系数关联程度灰色模型数学模型

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陈崇希教授的学术思想和成就综述

地球科学（中国地质大学学报） 2003年第5期28卷 471-482页

作者：焦赳赳王旭升成建梅裴顺平香港大学地球科学系武汉大学水资源与水电工程国家重点实验室湖北武汉430072 中国地质大学工程学院湖北武汉430074 北京大学地球与空间科学学院北京100871

在地下水资源评价理论方面,陈崇希教授分析了"平均布井法"不符合质量守衡原理的实质,纠正了以"地下水补给量计算可持续开采量"的错误,提出了基于"质量守衡"的地下水资源评价原则,强调分析"补给的增加量与排泄的减少量"在评价地下水可持... 详细信息

在地下水资源评价理论方面,陈崇希教授分析了"平均布井法"不符合质量守衡原理的实质,纠正了以"地下水补给量计算可持续开采量"的错误,提出了基于"质量守衡"的地下水资源评价原则,强调分析"补给的增加量与排泄的减少量"在评价地下水可持续开采量时的重要意义.在地下水动力学领域,陈崇希教授纠正了稳定井流"影响半径"模型的错误,恢复了Dupuit"圆岛模型"的原貌,拓展了Theis公式和Hantush公式的应用条件,改进了地下水非稳定井流理论,完善了其中的某些基本概念.在水文地质模拟仿真技术方面,陈崇希教授提出确定滨海承压含水层海底边界的理论和方法;提出地下水混合井流的模型和模拟方法,解决了混合抽水试验确定分层水文地质参数的难题;提出岩溶管道-裂隙-孔隙三重介质的地下水线性-非线性流动的模型;建立了考虑井管水流雷诺数对滤管入流量分布的水平井-含水层系统的地下水流模型;完成了"渗流-管流耦合模型"的砂槽物理模拟,并用数值方法仿真了地下水流的规律;最近向观测孔水位形成的传统观念———常规观测孔中的水头降深反映该孔滤水管中各点的平均降深———提出质疑.陈崇希教授建立的"渗流-管流耦合模型"使传统的基于线汇/线源的井孔-含水系统模型提高到新的水平.陈崇希教授积极倡导"防止模拟失真。

关键词：陈崇希学术思想地下水资源评价模型数值模拟井流问题