地下水动力学非稳态井流模型的生命周期
地下水动力学 (groundwater dynamics) 是研究地下水在岩石中运动的科学,研究对象为重力水。渗流力学是研究地下水运动的理论基础。 地下水运动数学模型是以质量守恒、能量转化的物理定律为基础,其中,依据质量守恒原理获得连续性方程,应用 Darcy 定律将连续性方程转化为以水头为变量的运动微分方程。
如果将整个渗流区内的含水层与地下水看作一个系统,则微分方程表示系统内部质量运移与能量分布情况,边界条件表示系统与外部接触的质量与能量延续情况。这种说法不是很严格,但有助于理解地下水运动的过程及受外部条件的约束情况。
地下水运动数学模型分稳态流与非稳态流两种,质量能够平衡的系统一定会形成稳态流。
那么,我们学习非稳态流井流模型有什么用呢?
我们知道,水井抽水会使井周围水头下降,这个范围称为降落漏斗。随着抽水时间的延长,降落漏斗会越来越大,到系统边界位置也就无法继续扩大了。以开始抽水的时间为起点,降落漏斗扩展到系统边界时该非稳态流井流模型的生命就到终点了。
由此,应用非稳定流模型解决实际问题,应评估降落漏斗的扩展情况。条件变了,模型的生命周期也就终止了。
详细的分析内容可参考本人的课程讲稿。