对“佳木斯市地下水水量水质模型”一文的看法

朱学愚和孙克让先生曾在《水科学进展》1994年第1期发表了“佳木斯市地下水水量水质模型”。在该文中,作者为了克服一般数值法求解对流——弥散方程存在的数值波动现象,采用了单步反向追踪特征有限元法求解溶质运移问题。从作者所建立的溶质迁移方程看,笔者认为有不妥之处。     

佳木斯市地下水资源及其污染防治研究

对佳木斯市系松散岩类孔隙水资源进行了研究。在对地下水资源量、水质及污染进行评价的基础上，重点进行了地下水流和地下水污染的数值模拟和预测。并给出了该区区域下水流的纵、横向弥散系数，对地下水资源开采和污染防治方案进行了模拟和评价，为佳木斯市地下水资源的合理开发利用、污染防治和科学管理提供了依据。     

地下水水质模型及一种改进的特征有限元解法

本文讨论了地下水水质模型的表达形式,给出了一种适合于特征有限元法求解的表示方法,并对现有的特征有限元法进行了改进,提高了计算效率。     

三维溶质运移问题的分步广义迎风解法

对对流占优的三维溶质运移问题提出了分步广义的迎风解法，首先利用Ｎ，Ｎ，Ｙａｎｅｎｋｏ对水动力弥散方程分步求解的思想，将原来的一个定解问题分解为两个定解问题即对流定解问题和扩散定解问题，对对流定解问题采用广义迎风对偶单元均衡法求解，对扩散定解问题采用一般的Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元法求解，不仅避免了用一般有限元法和有限差分法求解对流占优的地下水水质数学模型时常出现数值弥散和过量问题，而且避免了求节眯速度     

求解对流占优地下水水质模型的有限元高精度广义迎风单元…

根据水质模型的具体特点，对不同的方程采用不同方法，水流问题用有限元法；对流弥散方程先用算子分裂的方法分解为两上方程，即对流方程和弥散方程，前者用高精度广义迎风格式求解，对弥散方程则采用多单元均衡格式法求解，最后合成为高精度广义迎风均衡格式求出溶质浓度。     

山东烟台夹河中、下游地区海水入侵三维水质数值模拟研究

建立了三维变密度对流弥散水质数学模型来研究山东省烟台夹河中、下游地区咸淡水界面的运移规律。以四面体为基本离散单元 ,推导出三维海水入侵变密度水质模型求解的数值方法 ,其中水流方程求解时运用了迦辽金有限单元法。溶质运移方程求解时运用了欧拉拉格朗日混合方法 ,将对流项与弥散项分离 ,用传统迦辽金有限元方法求解弥散项 ;采用自适应MOC MMOC法求解对流项 ,以消除人工过量和数值弥散。根据地下水的潮汐效应观测信息 ,确定了含水系统的海底延伸边界 ;利用该地区地下水水头及水质长观资料识别了模型的水文地质参数 ,探讨了夹河地区海水入侵的原因 :认为夹河下游地区滨海地带地下水过量开采是造成烟台地区海水入侵的主要原因。此外 ,海水随潮定期地倒灌进入夹河 ,通过局部岩性天窗侵入淡水含水层加剧了沿夹河河床两侧地下水的咸化。同时还预测了几种情况下地下水的水质演化趋势 ,为防止和减轻夹河地区海水入侵提供合理、科学的依据。     

地下水水量水质的最优控制——几何规划的应用

提出应用几何规划方法求解地下水水量水质的最优控制问题.为便于几何规划的实际应用,对于一堆稳态地下水水量水质控制问题,采用将流速因子从水质方程系数矩阵中分离处理的方法,使得浓度具有显式表示的可能,从而大大减少约束条件的数目.对于地下水水量水质控制中的负系数问题,应用A-W法处理.计算结果表明,提出的方法是可行的.     

河北省山前平原浅层地下水水质水量结合评价的方法研究

依据翔实的实验资料,从引起地下水水质变化的成因入手,提出了用地下水各主要补给期进行水质水量结合评价的方法.     

求解对流占优地下水水质模型的有限元高精度广义迎风单元均衡格式及应用

根据水质模型的具体特点，对不同的方程采用不同方法，水流问题用有限元法；对流弥散方程先用算子分裂的方法分解为两个方程，即对流方程和弥散方程，前者用高精度广义迎风格式求解，对弥散方程则采用多单元均衡格式法求解，最后合成为高精度广义迎风均衡格式求出溶质浓度。通过对数值实验例子的计算和实验溶质迁移的模拟，可以看出在求解对流弥散定解问题时，广义迎风均衡格式克服了有限元数值波动和浓度出现负值的问题，与有限元相比有较大改进。     

遗传算法在地下水资源管理中的应用——以松原市区的地下水资源管理为例

针对传统的求解地下水资源管理模型方法的缺点,嵌入法在多时段计算中因为会出现维数灾难而无法进行,响应矩阵法必须对非线性的地下水数值模拟模型进行线性化处理从而带来误差,提出一种新的求解地下水资源管理模型的方法,即用遗传算法解地下水资源管理模型。该方法可以克服传统方法的缺点。     

淄博市腈纶工程水源地地下水资源开采预测的数值模拟

利用Ｒｉｔｚ有限元数值分析方法＾［１］,结合单纯形线性规划,在完成在对山东省淄博市临淄区王旺庄－朱台地段的淄博市腈纶工程水源地的水文地质模型建造的基础上,成功地对水源地进行地下水开采模拟,同时对该水源地的未来１０年开采作了两种大气降水条件下的地下水动态预测,为腈纶工程水源地地下水开采提供了充分的设计依据。     

济宁市地下水与地面沉降三维有限元模拟

在分析济宁市水文地质条件的基础上 ,对引起地面沉降诸因素进行了分析 ,并建立了地面沉降量与地下水位变幅之间的相关关系。集中过量开采地下水是引起济宁市地面沉降的主要原因。在此基础上 ,建立了准三维地下水流模型和一维地面沉降模型。通过水力联系建立地下水与地面沉降耦合数值模型 ,运用有限元法对地下水渗流场和地面沉降量进行模拟 ,并对 2 0 0 0年和 2 0 10年地面沉降进行了预测     

http://dx.doi.org/10.1016/j.gsf.2015.11.001

A new method, the characteristic finite element method(CFEM), was developed to simulate solute transport in a cross-fracture. The solution of this mathematical model for solute transport considered that the contribution of convection and dispersion terms was deduced using the single-step, trace-back method and routine finite element method(FEM). Also, experimental models were designed to verify the reliability and validity of the CFEM. Results showed that experimental data from a single fracture model agreed with numerical simulations obtained from the use of the CFEM. However, routine FEM caused numerical oscillation and dispersion during the calculation of solute concentration. Furthermore, in this cross-fracture model, CFEM simulation results predicted that the arrival time of concentration peak values decreased with increasing flux. Also, the second concentration peak value was obvious with the decrease of flux, which may have resulted from the convergence of solute concentrations from main, and branch, fractures.     

松花江佳木斯段潜水脆弱性评价

鉴于松花江流域地下水的重要性和当前污染,运用改进的DRASTIC模型,对松花江佳木斯段5～10 km范围内潜水进行了脆弱性评价。选取净补给量、包气带介质、含水层厚度、地下水水位埋深、土地利用类型、污染源影响和地下水开采模数建成评价指标体系;采用层次分析法确定各指标权重,结合GIS技术实现了脆弱性分区,并将结果与地下水质评价结果进行对比;最后通过敏感度分析讨论了所选指标的合理性。结果表明:地下水脆弱性相对较低和低脆弱区共占研究区面积的82.76%;较高和高的区域仅占8.13%,主要分布在七水厂、江北水源地以及污染强度较大的点源污染周围。地下水埋深、包气带岩性和地下水开采模数是对潜水脆弱性影响最大的因素。评价结果比较真实地反映了松花江佳木斯段潜水脆弱性状况,对城市规划建设和地下水资源的可持续利用具有指导意义。     

面向生态的干旱半干旱地区区域地下水资源评价的方法体系

为了提高区域地下水资源评价的可靠性、扩展干旱半干旱地区面向生态的区域地下水资源评价方法,对准噶尔盆地和鄂尔多斯盆地地下水与生态环境关系进行调查研究,认为地下水具有重要的生态价值。目前在干旱半干旱地区区域地下水资源评价中对地下水的生态价值考虑不够,是造成地下水资源评价可靠性不高的原因之一。因此,提出了干旱半干旱地区地下水生态价值的概念,围绕可持续利用的地下水资源量与生态环境良性循环的目标,构建了面向生态的区域地下水资源评价方法体系。方法体系的基本思路是突出系统的观点和地表水与地下水统一评价、水质水量并重、地下水资源与其相关生态环境统一评价的3个原则;通过建立水文地质概念模型、集中参数型模型、分布参数型模型和基于地下水变化的生态环境综合评价4个模型,加上引进水量、水位与水质3个约束条件,以及开发基于GIS的地下水资源评价信息系统的平台,对地下水资源、调蓄能力与生态环境效益进行整体评价与预警。方法体系注重了地下水的资源和生态的双重属性,强调地下水资源与相关生态环境整体评价和预警的一体化,突出了模型体系与GIS技术在区域地下水资源评价和相关生态环境评价的有效集成。     

薄层含水系统水资源优化管理研究——以延吉市为例

以延吉市为例，针对薄层含水系统，利用分布参数响应系数法和单元均衡法相结合的方法，建立了地表水-地下水联合调度单元管理模型。在优化管理方案中提出，对河水和地下水实行分质供水，以提高水资源的利用率。     

山东博山地下水污染研究

博山是山东省中部的一个工业城市，完全依靠地下水供水。主要的供水水源为中奥统碳酸盐岩石中的裂隙－喀斯特水。城区附近的水源受到相当程度的污染，本文研究了主要的污染源及其污染途径，地下水中主要污染成分及其空间分布特征，用模糊数学方法进行地下水的水质评价，用地质统计学中的趋势面分析和Ｋｒｉｇｉｎｇ方法模拟地下水中污染组分的空间分布，用灰色系统方法和对流弥散方面的特征有限元解进行地下水污染的预测，最后提出了     

威海市杨家滩水源地地下水资源评价

本文分析了威海市杨家滩不源地第四系冲洪积－海相沉积物分规律和水文地质特征；在此基础上，应用有限单元方法进行了地下水量评价和预测水源地地下水位的变化趋势；提出了最优开采方案。     

焦作矿区岩溶水Cl-污染原因初探

焦作裂隙岩溶水系统是我国北方岩溶区发育比较典型的系统之一，岩溶水资源丰富，水质优良，是城市供水的主要水源，据近几年水质监测，岩溶水Cl^-逐年增加，水质变咸，在对焦作矿区地质，水文地质条件，岩溶水补给来源，地表污染源和污染途径分析的基础上，建立了二维非稳定溶质运移数值模拟模型，模拟了岩溶水Cl^-时空分布，证实岩溶水Cl^- 升高是人为污染所致，不同区域岩溶水有不同的污染源和污染途径。