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    海潮引起的滨海地区包气带气压周期性变化的数值模拟

    李海龙 焦赳赳

    李海龙, 焦赳赳, 2003. 海潮引起的滨海地区包气带气压周期性变化的数值模拟. 地球科学, 28(5): 505-510.
    引用本文: 李海龙, 焦赳赳, 2003. 海潮引起的滨海地区包气带气压周期性变化的数值模拟. 地球科学, 28(5): 505-510.
    LI Hai-long, JIAO Jiu-jiu, 2003. Numerical Simulation of Tide-Induced Periodic Air Pressure Fluctuations in Coastal Vadose Zone. Earth Science, 28(5): 505-510.
    Citation: LI Hai-long, JIAO Jiu-jiu, 2003. Numerical Simulation of Tide-Induced Periodic Air Pressure Fluctuations in Coastal Vadose Zone. Earth Science, 28(5): 505-510.

    海潮引起的滨海地区包气带气压周期性变化的数值模拟

    基金项目: 香港大学CRCG基金项目
    详细信息
      作者简介:

      李海龙(1965-), 男, 博士, 教授, 主要从事地下水、气流数学模拟、生态数学及应用微分方程的研究工作.E-mail: hailong@graduate.hku.hk

    • 中图分类号: P641.131

    Numerical Simulation of Tide-Induced Periodic Air Pressure Fluctuations in Coastal Vadose Zone

    • 摘要: 滨海地区的地下水位由于海潮而上下波动, 这早已是为人熟知的事实.但是, 滨海地区包气带中气压也会随海潮的起伏而作周期性变化, 这一点却很少为人注意.如果地表由渗透性差的材料如水泥或沥青路面覆盖(这种情况在香港高度城市化的近海地区很常见), 海潮的起伏会产生幅度异常高的气压波动.在某些情形下, 足够高的气压会引起如路面拱起等工程问题.因此, 研究海潮引起的包气带气流, 不仅具有理论意义, 还对滨海地区土木工程有实际指导作用.以香港某滨海地区为例, 建立了该地区一剖面上水气两相流的二维数学模型, 并用TOUGH2程序进行了数值模拟.通过数值敏感度分析, 探讨了影响沥青路面下气压的主要水文地质因素.在根据该地区实际水文地质情况选取了适当的模型边界条件和模型参数后, 沥青路面下气压的数值模拟结果和观测数据吻合程度良好.

       

    • 图  1  香港某海滨填海地区剖面结构

      Fig.  1.  Cross-section of a coastal reclamation area in Hong Kong

      图  2  数值模拟计算中所采用的空间离散网格

      Fig.  2.  Mesh used in numerical simulation

      图  3  72 h时段内的实测海潮和沥青路面下的气压

      Fig.  3.  Observed and simulated air pressure at point O and observed tidal level between 7 and 9 Feb, 2001

      图  4  非饱和带内在18.6 h时的模拟速度场

      Fig.  4.  Velocity field of simulated air flow in the unsaturated zone when time equals 18.6 h

      图  5  非饱和带内在25 h时的模拟速度场

      Fig.  5.  Velocity field of simulated air flow in the unsaturated zone when time equals 25 h

      表  1  数值模拟中所用的模型参数值

      Table  1.   Parameter values used in numerical simulation

    • [1] Pruess K, Oldenburg C, Moridis G. TOUGH2 user's guide, Version 2.0[M]. Berkeley, California: Earth Science Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, University of California, 1999.
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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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