水文地质概念模型共46页
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工程水文学之水文模型●按模型构建的基础分
●物理模型
●概念性模型
●新安江(三水源)流域水文模型
●模型结构
●流域分块
●目的
●方法
●泰森多边形法
●自然流域划分法
●蒸散发计算
●三层蒸发模式
●产流量的计算
●蓄满产流理论
●水源划分
自由水蓄水库
●地表径流
●壤中流
●地下径流
●汇流计算
●坡地汇流计算
●单位线
●线性水库
●滞后演算法
●河网汇流计算
●河道洪水演算
●马斯京根法
●分段连续演算法
●模型参数及调试
●模型参数
●直接设置参数
●参数估计
●模型评述
●SCS模型
●水箱模型
●模型评述
●黑箱子模型
●按对流域水文过程描述的离散程度分
●集总式模型
●半分布式模型
●分布式模型
●水文系统理论模型
●水文系统的概念
●系统输入
●系统的功能
●系统输出
●总径流线性响应模型(SLM模型)
●线性扰动模型LPM
●建立水文模型的过程
●表达水文过程整体和径流形成各环节间的关系
●建立模型各个部分的逻辑关系
●率定参数
●模型检验。
1.渗透系数K简介又称水力传导系数(hydraulic conductivity)。
在各向同性介质中,它定义为单位水力梯度下的单位流量,表示流体通过孔隙骨架的难易程度,表达式为:κ=kρg/η,式中k为孔隙介质的渗透率,它只与固体骨架的性质有关,κ为渗透系数;η为动力粘滞性系数;ρ为流体密度;g为重力加速度。
在各向异性介质中,渗透系数以张量形式表示。
渗透系数愈大,岩石透水性愈强。
强透水的粗砂砾石层渗透系数〉10米/昼夜;弱透水的亚砂土渗透系数为1~0.01米/昼夜;不透水的粘土渗透系数<0.001米/昼夜.据此可见土壤渗透系数决定于土壤质地.意义及计算方法渗透系数K是综合反映土体渗透能力的一个指标,其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。
影响渗透系数大小的因素很多,主要取决于土体颗粒的形状、大小、不均匀系数和水的粘滞性等,要建立计算渗透系数K的精确理论公式比较困难,通常可通过试验方法(包括实验室测定法和现场测定法)或经验估算法来确定K值渗透系数的应用地下水流速的确定:在地下水等水位图上的地下水流向上,求出相邻两等水位线间的水力梯度,然后利用公式计算地下水的流速V=kI式中:V---地下水的渗流速度(m/d)K---渗透系数(m/d)I----水力梯度正文表示岩土透水性能的数量指标。
亦称水力传导度。
可由达西定律求得:q=KI 式中q为单位渗流量,也称渗透速度(米/日);K为渗透系数(米/日);I为水力坡度,无量纲。
可见,当I=1时,q=K,表明渗透系数在数值上等于水力坡度为1时,通过单位面积的渗流量。
岩土的渗透系数愈大,透水性越强,反之越弱。
渗透系数的大小主要不取决于岩土空隙度的值,而取决于空隙的大小、形状和连通性,也取决于水的粘滞性和容量,因此,温度变化,水中有机物、无机物的成分和含量多少,均对渗透系数有影响。
在均质含水层中,不同地点具有相同的渗透系数;在非均质含水层中,渗透系数与水流方向无关,而在各向异性含水层中,同一地点当水流方向不同时,具有不同的渗透系数值。
水文地质概念模型Conceptual hydrogeological model把含水层实际的边界性质、内部结构、渗透性能、水力特征和补给排泄等条件概化为便于进行数学与物理模拟的基本模式。
(1)透水边界Permeable boundary渗透性良好的含水层边界。
(2)隔水边界Confining boundary渗透性极差的含水层边界,即法向方向水力梯度(或流量)等于零的边界。
(3)弱透水边界Weakly-permeable boundary能通过一定流量的渗透性较弱的含水层边界。
(4)已知水位边界(一类边界)Boundary of known water level已知外节点水位值的边界。
(5)已知流量边界(二类边界)Boundary of known flow已知地下水流入或流出量的边界。
(6)混合边界(三类边界)Mixed boundary由已知水位和已知流量边界共同组成的计算渗流场的边界。
(7)定水头边界Boundary of fixed water level水位数值不变的已知水位边界。
(8)定流量边界Boundary of fixed flow流量数值不变的已知流量边界。
1 目的与任务(1)充分收集研究区以往各类地质、水文地质、地形地貌、气象、水文、钻孔、水资源开发利用等资料,进行系统的分析与研究,明确研究区的水文地质条件;(2)对研究区水文地质条件进行合理的概化,使概化模型达到即反映水文地质条件的实际情况,又能用先进的工具进行计算的目的,并最终提交概化的框图、平面图、剖面图及其文字说明。
2.模型概化原则(1)实用性地下水流模拟是一实用性很强的技术,解决现实问题是它的根本目的。
因此,建立的水文地质概念模型须与一定时期的科学技术水平以及研究区的水文地质调查研究程度相适应,能用于解决社会、经济发展中所面临的地下水模拟与管理问题。
(2)完整性概念模型必须尽可能真实全面地反映实体系统的内部结构与动态特征,专业人员既要到现场进行调查,又要广泛收集有关的各种信息,必要时还要补充部分现场调查(包括观测、试验等)工作,详细分析系统的输入、输出、状态演变、功能作用以及它与周围环境的相互作用关系等,以达到对于真实系统全面深入的掌握,保证模型在理论上的完整性,提高地下水流系统模拟的精度。