水平向非均质含水层地下水流动半解析数值分析

利用C0修正的傅立叶级数,构建满足非均质含水层交界处流量连续条件的降深试探函数,提出分析水平向非均质含水层中地下水非稳定流动问题的半解析数值分析方法,由算例的计算分析验证了该方法的正确性和合理性,半解析数值分析结果满足流量连续条件.通过对有止水帷幕情况下基坑降水问题的模拟计算,进一步展示了该方法处理水平向非均质含水层中地下水非稳定流动问题的能力,拓展了半解析数值方法在地下水流动分析中的应用范围.     

应用水力层析法对渗漏通道进行成像

精确探测含水层渗漏通道,对堤坝安全防治起着重要的作用.通过对含水层进行数值抽水实验,应用水力层析法对渗漏通道进行成像.建立一个20 m×20 m的二维饱和渗漏含水层,整个含水层共有三口斜井.在渗漏通道和斜井的相交处分别进行抽水实验,在观测点收集水头响应数据,应用SSLE算法对含水层渗透性进行估计.实验研究证明,水力层析法结合SSLE算法,能够准确地识别含水层渗漏通道分布;非稳定流条件下的成像比稳定流条件下的清晰;地质资料齐全情况下的成像比地质资料缺乏情况下的清晰.     

矿井涌水量预测三维数值模拟

为了准确预测矿井涌水量,保障煤矿安全生产,以鄂尔多斯巴彦淖井田为例,采用地下水三维数值模拟理论和方法,通过对研究区水文地质模型的概化,建立了巴彦淖井田矿井涌水量预测的地下水三维非稳定流数值模拟模型,并结合矿井生产进度,以工作面月回采进度为单位,模拟预测了丰水期和平水期两种情况下,各工作面不同进度期地下水位分别疏降至2煤层底时的涌水量。结果表明:在前10个进度期内,工作面最大涌水量为1 328 m3·h-1,正常涌水量为1 134m3·h-1.实践证明:该方法不但能正确刻画矿井水文地质条件,而且还能将矿井涌水量预测和矿井生产进度紧密结合起来,具有较高的精度。     

基于氡同位素的河水与地下水水力交换研究

选取氡同位素(²²²Rn)作为地表水与地下水水力交换过程的天然示踪剂,探明不同河段多水源水力关联关系及海陵区水循环特征。对新通扬运河海陵段进行河水及附近地下水采样,定性分析河水与地下水水力联系过程,建立河道氡一维稳定流模型及流量平衡模型,定量辨识地下水入流和河水渗漏机制。结果表明,新通扬运河海陵段的地下水补给主要发生在R3~R4、R7~R9河段,支流汇入、汇出对干流影响较小。模拟的地下水入流和河水渗漏结果显示河道中存在河水和地下水相互作用。利用河道氡一维稳定流模型得到详细的河水与地下水的水力联系情况,所得结果与定性分析结果一致。河道氡一维稳定流模型中,上下游流量为特别敏感参数,上下游河水内氡活度浓度为比较敏感参数。     

由稳定流型和不稳定流型证实氢原子的粘性效应

本文研究了氢原子哈密顿系统暴露在强激光场下的粘性效应，即使对于单电子系统，其庞加莱截面也显示出了由激光场引起的混沌部分和规则部分，并可以用KAM理论来解释.通过变分方法对混沌“海”中的不稳定周期轨道进行了寻找，并数值求解了相应的稳定流形和不稳定流形.研究结果表明，单电子系统电离的动力学性质由不稳定周期轨迹控制.一方面，不稳定周期轨迹的稳定流形很好地与递归图叠加在一起，表明稳定流形只与相空间中稳定的初始点重叠.另一方面，不稳定流形几乎与庞加莱表面上密集分布的点重合.这表明不稳定流形只是通过激光场驱动轨迹演化的电离通道.此外，在稳定流形与不稳定流形相互穿插的不稳定岛附近的不同区域的存活概率也被深入研究.它们服从代数衰减规律.相同的衰减趋势也出现在不稳定流形上，它们具有与不稳定周期轨迹附近区域相近的衰减参数.这些观察证实了不稳定周期轨迹的稳定性对在KAM稳定岛附近相空间的粘滞效应起着非常重要的作用.