3DFEMWATER饱和—非饱和介质水流三维有限元模式

本报告为饱和－非饱和介质中水流的一个三维有限元模式（３ＤＦＥＭＷＡＴＥＲ）的开发和验证．３ＤＦＥＭＷＡＴＥＲ的特点是在对广泛的真实问题的模式化中具有灵活性和通用性．模式被投计为：（１）处理非均质各向异性介质，这种介质可由多种地质构造组成，（２）考虑依赖于空间和时间的面源和点源，（３）使用规定的初始条件或者通过模拟所考虑的系统的稳定形式获得初始条件，（４）处理分布在狄里克雷（Ｄｉｒｉｃｈｋｅｔ）边界上的瞬时水头，（５）处理因沿纽曼（Ｎｅｕｍａｎｎ）边界的压力梯度的变化引起的通置随时间的变化，（６）处理分布于柯西（Ｃａｎｃｈｙ）边界上的随时间变化的总通量．（７）自动确定在土－气介面上的变化的边界条件（蒸发、入渗或渗流），（８）为了处理当坐标系统与主水力传导率方向不一致时的情况，在简化的里查德（Ｒｉｃｈａｒｄｓ）方程中，包括非对角线水力传导分量，（９）给出了估算非线性矩阵的三种方法，（１０），包括了解线性矩阵方程的两种方法（逐块迭代法和逐点迭代法），（１１）当边界条件或源汇项有突变时，自动设定时间步长，（１２）每一时间步长在整个区域内进行了均衡计算．用三个例子，采用解析法或其他数值模式对该模式进行了验证。