珠江口盆地东部第三纪沉积环境与古地下水流模式

通过对珠江口盆地东部第三纪沉积环境的分析 ,认为构造运动控制的海平面升降既影响着同期沉积物的沉积特征 ,也决定了古地下水流的运动模式 .珠江口盆地东部海陆交互式的环境演变 ,使入渗势与压实势此消彼涨 ,它们共同影响着第三纪古地下水流模式的变化 .

改变入渗强度的地下水流模式实验

自Tóth提出地下水流系统理论以来,大多学者基于定水头上边界的解析解或数值模拟研究地下水流系统发育特征,尤其是多级水流系统模式。认为复杂的盆地"地形势"就会发育多级地下水流系统,简单地形发育单一地下水流系统。利用自主研发的地下水流系统砂槽模型进行系列实验发现,实验条件下(模型尺寸、介质和多个河谷不变)水流系统的发育受控于降水入渗强度。得出随着降水入渗强度的增大,水流系统模式由单一的区域水流系统,到复杂的多级次水流系统,再到局部的水流系统的结论;盆地多个势汇中,只有实际成为地下水排泄点的汇势才能影响地下水流系统模式,而其他的势汇只是可能的潜在势汇。实验表明,用定流量上边界(降水入渗强度)能够更好地揭示盆地地下水流系统模式发育与变化机理。

基于GMS的岩溶山区三维地下水流模式识别

以高岚河东部多条支沟切割形成的连排型河间地块为研究区,基于1∶5万岩溶水文地质调查成果,利用GIS技术和径流分割,量化岩溶含水系统顶底板高程、获取入渗补给系数及地下水径流量等数据,运用三维地下水流数值模拟及粒子追踪地下水流线的方法,得出了研究区的地下水流模式。其结果表明:研究区地下水流模式主要受区域尺度的势源和势汇控制,局部的地形起伏对地下水位的影响不明显;支沟切割较深的凉伞沟、滩淤河流域,水流驱动力大,有利于局部水流系统的发育;随着东部补给高程的增加,流程逐渐增长,多发育局部水流系统,至山脊附近多发育排泄至高岚河的中间水流系统。当研究区年降雨量由中等的1 021.1mm降为多年最低的725.5mm时,由东部补给区排泄至高岚河的中间水流系统增加;在此降雨强度区间,不具备发育越过河间地块的中间或区域地下水流系统。

盆地地下水流模式及其转化与控制因素

Tóth(1963)在复杂盆地给定上边界水头条件下,推演出多级次地下水流系统.运用此方法探讨水流模式,改变盆地介质或盆地深度等条件,盆地水均衡会同步发生变化;同时,给定上边界水头也固化了盆地的势源与势汇的位置与数目,这与实际条件不相符合,也限制了地下水流模式的转化研究.在总结实验条件下多级水流系统特征的基础上,提出了通量上边界的地下水流系统模拟方法(简称CUG-GWFS方法),并进行了水流系统数值模拟.结果表明:(1)在多个可能势汇的盆地中,可以发育5种地下水流模式,即:简单区域水流系统(RS)、局部+区域两级嵌套水流系统(LS+RS)、局部+中间+区域三级嵌套水流系统(LS+MS+RS)、局部+中间两级嵌套水流系统(LS+MS)和简单局部水流系统(LS).(2)盆地地下水流模式受盆地入渗强度、介质条件、盆地长度与深度比值,以及盆地可能势汇的多少与位置的影响.(3)保持其他条件不变,单独加大盆地入渗强度比Ric,或加大盆地长深比Rld,盆地水流模式按照上述5种模式呈现有序转化.

多级次地下水流系统的最小能耗率原理初探

20世纪60年代初期,Tóth基于定水头上边界条件推导出解析解,得出多级次地下水流系统,是水文地质学里程碑式的突破,成功地解决了一系列理论和实际问题。但Tóth解析解存在的缺陷也长期沿袭:单纯重视数学模拟而忽视物理机制;将地形控制地下水位看成是普适性规律;忽视给定水头上边界数学模拟的失真。这些缺陷,尤其是忽视物理机制探究,不仅妨碍Tóth理论自身发展,而且导致地下水流系统理论尚未被国际水文地质界普遍接受。参照河流动力学中应用的最小能耗率原理,类比提出地下水流最小能耗率的表达式。基于已有的通量上边界地下水流模式数值模拟结果,进一步探究物理机制,归纳得出地下水流系统遵循最小能耗率原理的结论。

微积分方法在计算钻孔简易抽水试验时的应用

根据工程实践 ,应用微积分方法解决以往钻孔简易抽水试验R值、K值计算中的偏差和人为取值 ,为设计和施工提供准确的水文地质参数。