地下水系統(tǒng)數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢.doc

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地下水系統(tǒng)數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 郝治福，康紹忠 (中國農(nóng)業(yè)中國農(nóng)業(yè)水問題研究中心) 目前地下水系統(tǒng)數(shù)值模擬方法主要有有限差分法(FDM)、有限單元法(FEM) 、邊界元法(BEM)和有限分析法(FAM)等。
20世紀(jì)60年代中期以來，隨著快速大 容量電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，數(shù)值計(jì)算方法在地下水資源分析評價(jià)中得 到逐步推廣，具有明顯的通用性和廣泛的適用性。
尤其近十幾年，地下水系統(tǒng)數(shù) 值模擬取得了長足進(jìn)步。

一、國外地下水系統(tǒng)數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀 目前，國外該領(lǐng)域的研究主要針對數(shù)值模擬法的薄弱環(huán)節(jié)，提出新的思維 方法，采用新的數(shù)學(xué)工具，分析不同尺度下的變化情況，合理地描述地下水系統(tǒng) 中大量的不確定性和模糊因素。

1、該領(lǐng)域科學(xué)家在地下水系統(tǒng)數(shù)值模擬的工作程序、步驟方面達(dá)成了一致 ，強(qiáng)調(diào)對水文地質(zhì)條件合理概化的重要性，并深入探討尺度轉(zhuǎn)換問題和量化不 確定因素問題。
根據(jù)Anderson等提出的工作程序，要建立一個(gè)正確且有意義的地下水系統(tǒng) 數(shù)值模型，應(yīng)進(jìn)行以下工作：確定模型目標(biāo)，建立水文地質(zhì)概念模型，建立數(shù)學(xué) 模型，模型設(shè)計(jì)及模型求解，模型校正，校正靈敏度分析，模型驗(yàn)證和預(yù)報(bào)，預(yù) 報(bào)靈敏度分析，模型設(shè)計(jì)與模型結(jié)果的給出，模型后續(xù)檢查以及模型的再設(shè)計(jì)。
Ewing提出地下水污染流模擬和建模需要強(qiáng)調(diào)3個(gè)方面的問題：①有效地模擬復(fù) 雜的流體之間以及流體與巖石之間的相互作用； ②必須發(fā)展準(zhǔn)確的離散技術(shù)，保留模型重要的物理特性；③發(fā)揮計(jì)算機(jī)技術(shù)體 系的潛力，提供有效的數(shù)值求解算法。
針對Newman等的推測，Wood提出了二 維地下水運(yùn)動有限元計(jì)算的時(shí)間步長條件。
Kim等對抽取地下水造成的noordbe rgumeffect(reversewaterlevel fluctuation)現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)值模擬，闡述了其機(jī)理性原因。
Scheibe等分析了在不同 尺度下的地下水流及其運(yùn)移行為。
Ghassemi指出三維模型可以