System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法技术_技高网

一种基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法技术

技术编号:40342776 阅读:8 留言:0更新日期:2024-02-09 14:29
本发明专利技术涉及基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,包括以下步骤:建立考虑非饱和带影响的地下水流运动解析模型,求解潮汐驱动下含水层水头振幅比及相位差的解析解;获取待估计渗透系数的钻孔水位监测数据,对一设定时间范围内的水位时间序列进行潮汐分析得到实测数据的振幅比及相位差;将解析模型所得固体潮驱动下含水层水头振幅比及相位差的解析解与实测数据的振幅比及相位差进行拟合配线,选取最优拟合曲线对应的参数取值作为该含水层渗透系数及其衰减系数估计值;本发明专利技术充分考虑了含水层的非均质性,使解析模型更贴近实际情况,推导严谨,操作简单,易于应用,能够对含水层渗透系数及其衰减系数提供更准确的估计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及渗透系数计算,更具体地说,涉及一种基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法


技术介绍

1、开展地下水资源可持续利用与环境保护工作的重要基础是量化地下水流动和污染物迁移过程,而渗透系数是控制地下水流及污染物运移的关键因素。为了估计这些参数,基于地下水固体潮响应进行渗透系数估计是一种经济有效的方法。这种方法使用长期的水位观测数据进行分析,从而得到含水层参数。与传统的抽水试验相比,这种方法不受人为因素影响,而且较为经济简便,可视为一种自然的水力试验。另外,地球固体潮汐现象普遍存在于全球范围,因此这种方法具有较广泛的适用性。

2、然而,以往的研究通常假设含水层是均质的,但实际上,非均质性是含水层的固有属性,均质的假设会导致参数估计误差。因此,有必要开发一种方法,能够更准确地估计非均质含水层中的渗透系数。


技术实现思路

1、本专利技术要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,在地下水潮汐响应模型的基础上,建立一种考虑含水层非均质性的解析模型,并提出一种基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,以更全面地考虑渗透系数随深度衰减下含水层潮汐响应的机制,解决含水层渗透系数难以获取的技术问题。

2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:

3、构造一种基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其中,包括以下步骤:

4、建立考虑非饱和带影响的地下水流运动解析模型,求解潮汐驱动下含水层水头振幅比及相位差的解析解;</p>

5、获取待估计渗透系数的钻孔水位监测数据,对一设定时间范围内的水位时间序列进行潮汐分析得到实测数据的振幅比及相位差;

6、将解析模型所得固体潮驱动下含水层水头振幅比及相位差的解析解与实测数据的振幅比及相位差进行拟合配线,选取最优拟合曲线对应的参数取值作为该含水层渗透系数及其衰减系数估计值。

7、本专利技术所述的基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其中,所述地下水流运动解析模型为非承压含水层一维非饱和带与一维饱和带耦合模型。

8、本专利技术所述的基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其中,建立考虑非饱和带影响的地下水流运动解析模型时非饱和带及饱和带的渗透系数随深度指数衰减。

9、本专利技术所述的基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其中,建立考虑非饱和带影响的地下水流运动解析模型时饱和带与非饱和带的交界面,采用水头相等和交界面法线方向的水流通量相等进行耦合。

10、本专利技术所述的基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其中,求解潮汐驱动下含水层水头振幅比及相位差的解析解前,对潮汐驱动的非饱和带及饱和带的控制方程进行线性化操作及gardner-kozeny水分特征曲线模型简化处理。

11、本专利技术所述的基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其中,所述求解潮汐驱动下含水层水头振幅比及相位差的解析解采用方法:

12、假设固体潮汐引起的体应变表达式,将周期水头变化转化为复振幅形式,得到水头的解析表达式,进而得出振幅比和相位差的解析表达式。

13、本专利技术所述的基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其中,所述潮汐分析过程为:使用水位时间序列数据进行潮汐部分提取,并将提取的潮汐部分与理论潮汐进行对比,得到振幅比和相位差。

14、本专利技术所述的基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其中,所述使用水位时间序列数据进行潮汐部分提取前,对原始时间序列数据进行去趋势化处理。

15、本专利技术所述的基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其中,所述水位时间序列的长度不小于分离m2分潮的最低长度要求。

16、本专利技术所述的基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其中,将解析模型所得固体潮驱动下含水层水头振幅比及相位差的解析解与实测数据的振幅比及相位差进行拟合配线,选取最优拟合曲线对应的参数取值作为该含水层渗透系数及其衰减系数估计值采用方法:

17、画出监测数据的振幅比及相位差随深度或时间变化的图像,再利用步骤一中的振幅比及相位差解析表达式,逐步调整涉及到的各渗透系数进行拟合配线,直至解析解能拟合监测数据。

18、本专利技术的有益效果在于:本专利技术基于地下水位固体潮响应的方法,依据已有的钻孔水位观测数据,计算出钻孔处水位潮汐响应,即振幅比和相位差,并与解析模型得到的振幅比及相位差解析表达式进行配线,利用最优拟合配线确定对应的含水层的渗透系数及其随深度衰减的系数,将实测结果与理论结果相联系,充分挖掘了已有数据的利用价值;本专利技术充分考虑了含水层的非均质性,使解析模型更贴近实际情况,推导严谨,且本专利技术操作简单,易于应用,能够对含水层渗透系数及其衰减系数提供更准确的估计,进一步完善以往的方法。

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【技术保护点】

1.一种基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其特征在于,建立考虑非饱和带影响的地下水流运动解析模型时非饱和带及饱和带的渗透系数随深度指数衰减。

3.根据权利要求1所述的基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其特征在于,建立考虑非饱和带影响的地下水流运动解析模型时饱和带与非饱和带的交界面,采用水头相等和交界面法线方向的水流通量相等进行耦合。

4.根据权利要求1所述的基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其特征在于,

5.根据权利要求1所述的基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其特征在于,所述求解潮汐驱动下含水层水头振幅比及相位差的解析解采用方法:

6.根据权利要求1-5任一所述的基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其特征在于,所述对一设定时间范围内水位时间序列进行潮汐得到实测数据的振幅比及相位差采用方法:

7.根据权利要求6所述的基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其特征在于,使用水位时间序列数据进行潮汐部分提取前,对原始时间序列数据进行去趋势化处理。

8.根据权利要求6所述的基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其特征在于,所述水位时间序列的长度不小于分离M2分潮的最低长度要求。

9.根据权利要求1-5任一所述的基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其特征在于,将解析模型所得固体潮驱动下含水层水头振幅比及相位差的解析解与实测数据的振幅比及相位差进行拟合配线,选取最优拟合曲线对应的参数取值作为该含水层渗透系数及其衰减系数估计值采用方法:

...

【技术特征摘要】

1.一种基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其特征在于,建立考虑非饱和带影响的地下水流运动解析模型时非饱和带及饱和带的渗透系数随深度指数衰减。

3.根据权利要求1所述的基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其特征在于,建立考虑非饱和带影响的地下水流运动解析模型时饱和带与非饱和带的交界面,采用水头相等和交界面法线方向的水流通量相等进行耦合。

4.根据权利要求1所述的基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其特征在于,

5.根据权利要求1所述的基于地下水位固体潮响应的非均质渗透系数估计方法,其特征在于,所述求解潮汐驱动下含水层水头振幅比及相位差的解析解采用方法:

6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:梁修雨王国梁刘进周官群曹煜
申请(专利权)人:南方科技大学
类型:发明
国别省市:

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