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淡水透镜体的近似计算模型探讨

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:此前,有研究者还根据一些简化假设和淡水透镜体的观测值,提出了简单的解析模型和经验模型,用于透镜体厚度的估算。

淡水透镜体的近似计算模型探讨

淡水透镜体的三维数值模拟运用质量守恒和达西定律,构建了由变密度地下水流运动方程和溶质运移主管方程组成的数学模型,用以模拟气象条件,主要是降雨和蒸腾蒸发,以及水文地质结构,主要是水力传导系数、弥散度、孔隙率、不整合面深度、岛屿形状大小等,对透镜体厚度与容积演变过程和淡-海水间相互作用,以及盐分在地下水系统中输运的影响,追踪其随季节的变化、持续干旱的影响与恢复,为珊瑚岛地下淡水资源的开发与保护、经济发展规划的制订提供重要的基础数据。但是,数值模拟工作量大,构建、校正、运行模型和分析计算结果要耗费较多的时间与精力。而且,这些工作都针对特定的岛屿或一个岛屿的特定区域,计算结果不具有普遍实用的意义。尤其在缺乏特定岛屿的水文地质资料时,精确估算地下水资源变得十分困难。好在珊瑚岛集中分布在大洋赤道两侧的热带海域,在漫长而相同的地质年代中形成,水文地质结构具有相当的一致性,可以进行一定的概括,得到足以信赖的解析模型。Bailey等根据数值模型结果,通过曲线拟合,总结出了计及雨量变化、岛屿宽度、不整合面深度、水力传导系数和礁盘影响的代数模型,用于在缺乏岛屿资料的情况下通过参数化方程、因子数值图和降雨曲线估算地下水资源。该模型突出了简单实用的特点,既使问题的分析变得更加容易,又能抓住影响透镜体的主要因素,因而能得到与数值模拟类似的结果,同时省去了大量的计算时间和计算资源。此外,使用这一模型不像数值模拟那样要进行大量的培训,也不需要大容量的计算机,非常适合于海岛水资源管理使用,模型已成功用于西太平洋密克罗尼西亚环礁岛淡水透镜体厚度的估算。此前,有研究者还根据一些简化假设和淡水透镜体的观测值,提出了简单的解析模型和经验模型,用于透镜体厚度的估算。本章主要介绍这类模型,为没有足够资料进行数值模拟的珊瑚岛水资源管理提供一种实用的工具。(www.xing528.com)

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