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    三维地下水流中常规观测孔水位的形成机理及确定方法

    陈崇希

    陈崇希, 2003. 三维地下水流中常规观测孔水位的形成机理及确定方法. 地球科学, 28(5): 483-491.
    引用本文: 陈崇希, 2003. 三维地下水流中常规观测孔水位的形成机理及确定方法. 地球科学, 28(5): 483-491.
    CHEN Chong-xi, 2003. Formation Mechanism of Water Level and Its Determination Method in Conventional Observation Wells for Three-Dimensional Groundwater Flow. Earth Science, 28(5): 483-491.
    Citation: CHEN Chong-xi, 2003. Formation Mechanism of Water Level and Its Determination Method in Conventional Observation Wells for Three-Dimensional Groundwater Flow. Earth Science, 28(5): 483-491.

    三维地下水流中常规观测孔水位的形成机理及确定方法

    基金项目: 

    国家自然科学基金项目 40172085

    详细信息
      作者简介:

      陈崇希(1933-), 男, 教授, 博士研究生导师, 1956年毕业于北京地质学院水文地质工程地质专业, 现任中国地质大学(武汉)环境地质研究所所长, 从事渗流理论、水文地质数值模拟和地下水资源评价与管理的教学与科研工作.E-mail: chongxi@cug.edu.cn

    • 中图分类号: P641.2

    Formation Mechanism of Water Level and Its Determination Method in Conventional Observation Wells for Three-Dimensional Groundwater Flow

    • 摘要: 对地下水三维流中常规观测孔中水位的传统计算方法提出质疑, 认为计算观测孔中水位的Hantush Бочевер方程是缺乏物理基础的纯数学方法.分析了形成观测孔中水位的机理, 提出三维地下水流中常规观测孔中只是孔口的流量为零, 而孔内却存在"抽水"和"注水"的井孔; 多层井(multilayerwell) 不一定要求"多层"的条件, 在均质单一含水层中的井孔可以具有多层井的基本特征; 混合井孔的水位并不"混合", 混合观测孔中存在符合机理的水头分布和流量分布规律等观点.普遍而言, 三维流中的观测孔不能用通常所说的线汇/线源刻画, 也不能用近几年提出的孔内为层流(线性流) 的假定来研究该问题, 然而可用笔者于1993年提出的"渗流-管流耦合模型"和"等效渗透系数"方便、有效地模拟.就说明性算例而言, Hantush Бочевер方程只能近似用于孔径大于0.2m且径距大于10~20m的条件.

       

    • 图  1  三维地下水流中观测孔

      Fig.  1.  Observation well in the three-dimensional groundwater flow

      图  2  检验模型有限元法与解析法对比(1~6为观测点序号)

      Fig.  2.  Contrast of defined element method and analytical method in test model

      图  3  不同径距r观测孔中水头降深分布及Hantush-Бочевер公式计算值Sga

      1.井径0.00 m; 2.井径0.02 m; 3.井径0.05 m; 4.井径0.10 m; 5.井径0.20 m; 6.Hantush-Бочевер公式计算值Sga

      Fig.  3.  Distribution of head drawdown in the observation well with different well distances and value of Sga calculated by Hantush-Бочевер formula

      图  4  不同径距观测孔流量分布

      a.径距5.19 m; b.径距21.19 m; c.径距45.01 m; d.径距65.25 m; 1.井径0.02 m; 2.井径0.05 m; 3.井径0.10 m; 4.井径0.20 m

      Fig.  4.  Flux distribution along vertical direction in observation well with different radius distances

      图  5  不同径距观测孔中水流雷诺数的分布

      a.径距5.19 m; b.径距21.19 m; c.径距45.01 m; d.径距65.25 m; 1.井径0.02 m; 2.井径0.05 m; 3.井径0.10 m; 4.井径0.20 m

      Fig.  5.  Re distribution in observation well with different radius distances

      图  6  不同径距观测孔的“通道效应”对第一模拟层地下水降落漏斗的影响

      表  1  用于有限元解与解析解对比的观测点位置

      Table  1.   Position of observation spot used to compare defined element result with analytical result

      表  2  完整观测孔内水位降深与Hantush-Бочевер降深对比

      Table  2.   Contrast of decline of complete observation well and decline of Hantush-Бочевер

      表  3  径距不同时观测孔的通道效应ΔH (do, r)

      Table  3.   Channel effect of observation well in different radius distances

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    出版历程
    • 收稿日期:  2003-05-08
    • 刊出日期:  2003-09-25

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