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水文地质工程地质 2024年第1期51卷 1-11页

作者：焦友军黄奇波王旭升于青春中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083 中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部广西岩溶动力学重点实验室/联合国教科文组织国际岩溶研究中心广西桂林541004 广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站广西平果531406 广西岩溶资源环境工程技术研究中心广西桂林541004

经典地下水动力学根据dupuit假设得到了河渠间潜水含水层水位分布的解析解,常用于实际工程。该解析模型是否适用于具有裂隙网络的河间地块岩溶含水层,这个问题远未得到充分论证。考虑降雨入渗强度为100~800mm/a的情形,建立剖面二维离散... 详细信息

经典地下水动力学根据dupuit假设得到了河渠间潜水含水层水位分布的解析解,常用于实际工程。该解析模型是否适用于具有裂隙网络的河间地块岩溶含水层,这个问题远未得到充分论证。考虑降雨入渗强度为100~800mm/a的情形,建立剖面二维离散裂隙网络渗流模型,对等水位河间地块开展数值模拟研究。裂隙网络包含陡倾角和缓倾角2组裂隙,具有随机分布特征,隙宽均值为0.01cm。根据稳定流场模拟结果划分包气带和饱水带裂隙界面,分析水位分布特征,计算饱水带裂隙网络的等效渗透系数,并与经典解析模型反算的等效渗透系数进行了对比,发现采用解析模型的误差小于25%。进一步模拟岩溶作用下裂隙演变的情景,对10ka内河间地块裂隙状态和准稳态渗流进行了预测,发现隙宽最大值达到0.07cm,经典解析模型仍然能够通过水位反算出数量级相符的等效渗透系数。模拟结果表明潜水面具有不规则形状,而且在河岸会出现明显的渗出面泉点,裂隙泉点数量在岩溶演变过程中逐渐减少。经典解析模型虽然能够估算河间地块裂隙网络的等效渗透系数,但不能刻画潜水面的不规则形态,也不能预测岩溶裂隙渗流场的演变趋势。

关键词：河间地块岩溶裂隙网络 dupuit假设等效渗透系数溶蚀作用

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推导Boussinesq方程的一种新方法

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水文地质工程地质 2015年第4期42卷 8-11页

作者：李绍竑李海龙中国地质大学(北京)生物地质与环境地质国家重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083 中国地质大学(北京)地下水循环与环境演化教育部重点实验室北京100083

潜水含水层中的饱和地下水流动可以用两种方式描述。一种是严格的自由潜水面模型,用线性的三维连续性方程作为控制方程,在潜水面处用非线性自由潜水面边界条件。第二种是基于dupuit假设和非线性Boussinesq方程的垂向平均模型。其中,第... 详细信息

潜水含水层中的饱和地下水流动可以用两种方式描述。一种是严格的自由潜水面模型,用线性的三维连续性方程作为控制方程,在潜水面处用非线性自由潜水面边界条件。第二种是基于dupuit假设和非线性Boussinesq方程的垂向平均模型。其中,第一种模型中的潜水自由面边界条件可以用两种方式描述,第一种只含有水头的偏导数,第二种则同时含有水头和潜水面标高的偏导数。前人分别从不同出发点推导了这两种边界条件,但是并未说明他们的等价性。用严格的数学推导证明了这两种边界条件的等价性,进一步完善了前人的工作。另一方面,已有人从第一种边界条件出发,对三维连续性水流方程求积分推导出了Boussinesq方程,但这种方法比较抽象,物理意义不太明确。从第二种边界条件出发直接推导Boussinesq方程,所用方法简单、物理意义明确,易于理解。在自由潜水面边界条件下,Boussinesq方程可以直接通过对三维连续性方程在整个饱和含水层厚度上求积分而得到。此外,潜水含水层的隔水底板可以推广为一个曲面。阐明了两种边界条件、三维连续性水流方程、dupuit假设、Boussinesq方程之间的内在关系。

关键词： Boussinesq方程自由潜水面边界条件 dupuit假设连续性方程潜水含水层

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基于分段函数的潜水井降深曲线在工程实践中的应用

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人民黄河 2022年第6期44卷 70-75页

作者：朱悦璐熊俊飞邓炜南昌工程学院水利与生态工程学院江西南昌330099

为解决传统潜水向井运动中由dupuit假设所引起的降深曲线计算误差,设计一种基于实测数据与理论曲线相结合的数值计算方案,将拟合方程和理论方程通过计算分界点组成分段函数,构建符合实际情况的潜水渗流场。实例计算结果表明:以有理数逼... 详细信息

为解决传统潜水向井运动中由dupuit假设所引起的降深曲线计算误差,设计一种基于实测数据与理论曲线相结合的数值计算方案,将拟合方程和理论方程通过计算分界点组成分段函数,构建符合实际情况的潜水渗流场。实例计算结果表明:以有理数逼近拟合的方程在全区间模拟效果良好,拟合方程的决定系数R^(2)接近0.99;在传统分界区间rdupuit方程不能用于实际工程,而拟合曲线误差分别为3%和8%,精度符合工程要求;当r>400 m时,分段函数所在区间以理论方程表示,此时最大误差为9%,dupuit方程可用于实际工程;在无观测条件时,实际工程中直接运用dupuit方程时所选取的区间应相应加大。

关键词：向井运动 dupuit假设潜水降深曲线数值模拟

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垃圾填埋场渗滤液收集系统排水性能研究

垃圾填埋场渗滤液收集系统排水性能研究

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作者：王铁军大连理工大学

学位级别：硕士

随着我国城市规模的快速扩张,为消纳城市生活垃圾,陆续建设一批现代卫生填埋场。《生活垃圾卫生填埋技术规范》(CJJ17-2004)规定,设计填埋场时,需设置渗滤液收集系统。但规范尚未规定相应的计算方法与控制标准。若填埋场渗滤液收集系统... 详细信息

随着我国城市规模的快速扩张,为消纳城市生活垃圾,陆续建设一批现代卫生填埋场。《生活垃圾卫生填埋技术规范》(CJJ17-2004)规定,设计填埋场时,需设置渗滤液收集系统。但规范尚未规定相应的计算方法与控制标准。若填埋场渗滤液收集系统效率不高或失效,可导致填埋场渗滤液水位过高,增大污染物污染风险,影响垃圾堆体的稳定性,且可危及填埋场安全运行。因此,对于不同类型渗滤液收集系统进行系统分析,不仅具有重要的理论价值,而且工程应用价值显著。本文针对连续型与锯齿型两种管网布置方式,采用理论分析与数值计算等方法,对浸润线特性进行探讨。主要研究工作,包括以下几个方面。(1)针对锯齿型排水结构,在扩展dupuit假设基础上,详细的推导了浸润线的控制方程并给出了最大饱和深度的计算公式。根据水力半径的概念,给出圆形排水管水力半径的公式,通过引入参数,给出相对水力半径和相对深度的关系,很容易查出任意半径任意水深的水力半径。(2)针对连续型排水结构,在dupuit假设上,推导出浸润线的控制方程,在一定边界条件下,进行了具体计算,并与McBean(1993)结果进行比较,验证本文所提方法可行性。在排水层坡度较大时,基于扩展dupuit假设,推导出渗滤液浸润线的控制方程。将上述两种方法计算结果进行比较可见,当排水坡度小于10%时,两种方法计算结果接近,建议当场地坡度较小时,可采用前一种计算方法。比较了锯齿型和连续型排水结构排水效率,前者高于后者。通过变动参数计算与分析,探讨了多种参数对连续型排水结构效率的影响。(3)通过有限元软件,模拟在稳态渗流下,锯齿型排水结构渗滤液浸润线以确定最大饱和深度,通过改变参数总结其对最大饱和深度的影响规律,发现,排水坡度对最大饱和深度影响很大,在工况条件允许下,排水层尽量采用稍大坡度来降低渗滤液水位,准确的确定排水盲沟(排水管)的边界条件对准确的计算最大饱和深度十分重要。

关键词：卫生填埋场渗滤液收集系统最大饱和深度浸润线 dupuit假设

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