含水層人工補給過程非飽和-飽和水流耦合模擬
通過非飽和帶入滲井(注水井)進行人工補給,是含水層人工補給的重要方法之一。該方法主要適用于潛水面埋藏較深或地表覆蓋不利于人工補給的場地。預測人工補給過程中非飽和-飽和帶水流的響應、計算含水層的補給量是評價及設計人工補給方案的重要指標,傳統定量評價模型僅適用于飽和帶注水井流問題,缺少非飽和帶井流模型。因此,采用傳統模型評估考慮非飽和帶入滲井方式的人工補給方案時會引起較大誤差。 這項研究利用解析方法,開發了非飽和-飽和水流耦合的解析模型,用于評價非飽和帶入滲井引起的非飽和-飽和水流過程,計算含水層的補給量。研究結果發現,非飽和帶的儲水性對人工補給的效率有較大影響:儲水性小的非飽和帶在補給過程中水流可以很快達到穩定,注入井中的水流可以很快到達飽和帶,且大部分都可以存儲于飽和帶中,有利于人工補給;反之,則不利于采用非飽和帶入滲井的方式進行人工補給。同時,揭示井的結構和含水介質的各向異性僅會影響初期的飽和帶補給量,不影響后期穩定的補給量。傳統模型由于未考慮非飽和帶的儲水性質,會過高估計飽和帶的補給量。該解析模型為人工補給定量評價提供了重要的工具。
南方科技大學
2021-04-13