时变补给条件下河渠间潜水的一维非稳定运动-现代地质.PDFVIP

第２９卷　第２期 现　代　地　质 Ｖｏｌ２９　Ｎｏ２ ２０１５年４月 ＧＥＯＳＣＩＥＮＣＥ Ａｐｒ２０１５  时变补给条件下河渠间潜水的一维非稳定运动 夏　强，许　模，邓英尔，李　晓 （成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川 成都　６１００５９） 摘要：针对河渠间潜水的一维非稳定运动，考虑了补给强度的时变性，根据Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程的第一线性化方法，应用 Ｄｕｈａｍｅｌ原理得到了方程的解析解，进一步得出补给强度为指数函数和三角函数的潜水位计算公式。通过算例分析补给 强度指数增加、指数衰减和正弦函数变化条件下潜水面的变化特征，指数增加条件下潜水位单调增加，分水岭从高水 位一侧向河间地块中部移动；指数衰减条件下潜水位先增大，后减小，具有一个峰值，分水岭先从高水位一侧向河间 地块中部移动，之后随补给强度减弱返回到高水位河渠；正弦函数变化条件下潜水位表现出周期性起伏变化，且水位 对补给的响应具有明显的时滞性，分水岭在高水位河渠与河间地块中部之间往复移动。研究结果可为量化分析地下水 系统对气候变化的响应以及地表水地下水转化规律等问题提供理论依据。 关键词：潜水；河间地块；非稳定运动；时变补给 中图分类号：Ｐ６４１１３２　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　文章编号：１０００－８５２７（２０１５）０２－０２７９－０６ ＷａｔｅｒＴａｂｌｅＦｌｕｃｔｕａｔｉｏｎＢｅｔｗｅｅｎＴｗｏＰａｒａｌｌｅｌＤｉｔｃｈｅｓＩｎｄｕｃｅｄ ｂｙＴｉｍｅｖａｒｙｉｎｇＲｅｃｈａｒｇｅ ＸＩＡＱｉａｎｇ，ＸＵＭｏ，ＤＥＮＧＹｉｎｇｅｒ，ＬＩＸｉａｏ （ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＧｅｏｈａｚａｒｄＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄＧｅｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ＣｈｅｎｇｄｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ　６１００５９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇａｃｃｏｕｎｔｏｆｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌｌｙａｎｄｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙｔｉｍｅｖａｒｙｉｎｇｒｅｃｈａｒｇｅ，ｗａｔｅｒｔａｂｌｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｂｅ ｔｗｅｅｎｔｗｏｐａｒａｌｌｅｌｄｉｔｃｈｅｓｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅａｎａｌｙｔｉｃａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｗａｓｄｅｒｉｖｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｉｒｓｔｌｉｎｅａｒｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ ｏｆＢｏｕｓｓｉｎｅｓｑｅｑｕａｔｉｏｎ，ａｎｄＤｕｈａｍｅｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｈｒｅａｔｉｃｗａｔｅｒｍｏｖｅ ｍｅｎｔｂｙｕｓｉｎｇｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｒｅｃｈａｒｇｅｒａｔｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｅｘｐｏｎｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅ，ｅｘｐｏｎｅｎｔｄｅｃａｙ，ａｎｄｓｉｎｅｆｕｎｃ ｔｉｏｎ．Ｉｎｔｈｅｆｉｒｓｔｃａｓｅ，ｗａｔｅｒｔａｂｌｅｒｉｓｅｓｍｏｎｏｔｏｎｏｕｓｌｙｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｒｅｃｈａｒｇｅｒａｔｅ；ａｎｄｗａｔｅｒｓｈｅｄｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅｔｗｏｄｉｔｃｈｅｓｍｏｖｅｓｆｒｏｍｔｈｅｈｉｇｈｅｒｌｅｖｅｌｓｉｄｅｔｏｗａｒｄｓｔｈｅｏｔｈｅｒｓｉｄｅｓ，ｂｕｔｗｉｌｌｎｅｖｅｒｃｒｏｓｓｔｈｅｍｉｄｄｌｅｌｉｎｅｏｆｔｈｅ ａｑｕｉｆｅｒ．Ｉｎｔｈｅｅｘｐｏｎｅｎｔｄｅｃａｙｃａｓｅ，ｗａｔｅｒｔａｂｌｅｇｏｅｓｕｐａｔｔｈｅｂｅｇｉｎｎｉｎｇ，ｔｈｅｎｆａｌｌｓａｆｔｅｒｒｅａｃｈｉｎｇａｐｅａｋｖａｌｕｅ； ｗａｔｅｒｓｈｅｄｆｉｒｓｔｌｙｍｏｖｅｓｔｏｗａｒｄｓｔｈｅｍｉｄｄｌｅｏｆｔｈｅａｑｕｉｆｅｒ，ｔｈｅｎｔｕｒｎｓｂａｃｋｔｏｔｈｅｈｉｇｈｅｒｌｅｖｅｌｓｉｄｅｄｕｅｔｏｔｈｅｄｅｃｌｉ ｎｉｎｇｒｅｃｈａｒｇｅｒａｔｅ．Ｉｎｔｈｅｌａｓｔｃａｓｅ，ｗａｔｅｒｔａｂｌｅｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙｆｌｕｃｔｕａｔｅｓｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｉｎｅｆｕｎｃｔｉｏｎｒｅｃｈａ