三维Tóth型盆地的驻线及其对多级次水流系统的控制

Tóth基于二维剖面流场提出的地下水流系统理论已成为研究盆地尺度地下水循环的理论依据。二维剖面上的驻点可以用于精确划分水流系统的空间分布，然而人们对三维盆地中水流系统的形态以及驻点是否存在等认识尚不清楚。针对2种典型的三维盆地，分别是只在单一方向存在波状起伏的类前陆型盆地和2个正交方向同时存在波状起伏的沙丘型盆地，利用余弦函数建立潜水面起伏的数学表达式，推导水头分布的解析解，利用TECPLOT软件实现了水流系统三维空间分布的可视化。研究发现，2种理想三维盆地内都可以发育驻点，其中类前陆型盆地内驻点构成一条水平延伸的驻线，驻线控制了4个水流系统的空间分布；沙丘型盆地内驻点构成一条圆弧状驻线，驻线控制了6个水流系统的空间分布。通过研究驻线在三维盆地中的分布并且提出了利用驻线划分三维盆地水流系统的方法，加深了对三维盆地地下水循环规律的认识。