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地理科学进展 2021年第8期40卷 1371-1385页

作者：孙青言陆垂裕郭辉严聆嘉张博中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 黑龙江省水利水电勘测设计研究院哈尔滨150080

大型山丘平原交错区复杂的自然地理和人类活动特征增加了水文循环研究和水资源评价、管理的难度,地表水地下水耦合模型作为流域/区域水文循环模拟的重要工具,为解决这类大型区域诸多水文水资源问题提供了便利。针对目前地表水地下水耦... 详细信息

大型山丘平原交错区复杂的自然地理和人类活动特征增加了水文循环研究和水资源评价、管理的难度,地表水地下水耦合模型作为流域/区域水文循环模拟的重要工具,为解决这类大型区域诸多水文水资源问题提供了便利。针对目前地表水地下水耦合模型难以兼顾精度和效率的问题,论文提出了一种新型半松散耦合机制,将三维有限差分地下水流数值模型嵌入半分布式水文模型MODCYCLE,摒弃了目前流行的水文响应单元(HRU)与地下水网格单元空间和信息转换方式,通过建立子流域—网格单元的空间关联和地表水文—地下水流之间的实时信息交互,实现大型山丘平原交错区的地表水地下水耦合模拟。在三江平原构建了模型并开展应用研究。校验评估显示,模型达到了良好的模拟效果,具备了水文循环现状模拟和预测未来的能力。最后,利用该模型输出分析了三江平原2002—2014年的地表水地下水转化关系。结果表明,降水量和农业灌溉量的增加导致全区域土壤水蓄量年均增加6.51亿m^(3),但却使地表水和地下水储量分别减少0.99亿m^(3)/a和3.03亿m^(3)/a,降水量的增加并没有通过产流和入渗补给改善因用水急剧增加引起的地表水、地下水衰减的趋势;不同分区的降水入渗补给系数和基流指数差异显著,是多种自然和人为因素综合作用的结果。相关成果可为类似地区水文循环研究和水资源评价工作提供参考。

关键词：地表水地下水耦合模型半松散耦合机制大型区域水文循环 MODCYCLE 三江平原

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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

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山东科技大学学报（自然科学版） 2020年第5期39卷 1-9页

作者：董杰付佳妮滕飞达中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100 青岛地质工程勘察院山东青岛266100 山东省地矿局城市地质与地下空间资源重点实验室山东青岛266100 吉林大学新能源与环境学院吉林长春130021

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... 详细信息

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。

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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原木跌水结构对河流潜流带温度场的影响

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水利水电科技进展 2022年第4期42卷 21-26页

作者：刘佶鑫王可健刘瑛刘德富冯晶红李毅湖北工业大学河湖生态修复与藻类利用湖北省重点实验室湖北武汉430068

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... 详细信息

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。

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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三江平原地下水对不同水资源调配格局的响应

三江平原地下水对不同水资源调配格局的响应

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中国水利学会2021学术年会

作者：孙青言严聆嘉陆垂裕中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室

三江平原水稻种植规模扩张引发地下水超采,不利于湿地生态稳定和粮食生产安全,通过引调水工程建设提高过境水的调配能力将是有效的解决方案。本研究基于已构建的三江平原地表水地下水耦合模型,修改种植结构数据和供用水数据,建立了4种... 详细信息

三江平原水稻种植规模扩张引发地下水超采,不利于湿地生态稳定和粮食生产安全,通过引调水工程建设提高过境水的调配能力将是有效的解决方案。本研究基于已构建的三江平原地表水地下水耦合模型,修改种植结构数据和供用水数据,建立了4种不同水稻种植面积和水资源调配方案的预测模型。通过对比各方案地下水的水量平衡和地下水位发现,覆盖平原区的完全引调水方案将大幅减少地下水开采,增加地下水补给,使地下水储量由亏转盈,每年增加8.53亿m3,能在实现地下水采补平衡的同时逐渐弥补地下水超采的历史欠账,使大部分平原区地下水埋深恢复到5 m以内。研究成果可为当地水资源调配工程的规划论证和实施效果评价提供科学支撑。

关键词：水资源调配地下水响应地表水地下水耦合模型三江平原

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