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盆地地下水流模式及其转化与控制因素被引量：17: 2012年; Tóth(1963)在复杂盆地给定上边界水头条件下,推演出多级次地下水流系统.运用此方法探讨水流模式,改变盆地介质或盆地深度等条件,盆地水均衡会同步发生变化;同时,给定上边界水头也固化了盆地的势源与势汇的位置与数目,这与实际条件不相符合,也限制了地下水流模式的转化研究.在总结实验条件下多级水流系统特征的基础上,提出了通量上边界的地下水流系统模拟方法(简称CUG-GWFS方法),并进行了水流系统数值模拟.结果表明:(1)在多个可能势汇的盆地中,可以发育5种地下水流模式,即:简单区域水流系统(RS)、局部+区域两级嵌套水流系统(LS+RS)、局部+中间+区域三级嵌套水流系统(LS+MS+RS)、局部+中间两级嵌套水流系统(LS+MS)和简单局部水流系统(LS).(2)盆地地下水流模式受盆地入渗强度、介质条件、盆地长度与深度比值,以及盆地可能势汇的多少与位置的影响.(3)保持其他条件不变,单独加大盆地入渗强度比Ric,或加大盆地长深比Rld,盆地水流模式按照上述5种模式呈现有序转化.; 梁杏牛宏张人权刘彦靳孟贵; 关键词：水文地质

地下水流系统理论与研究方法的发展被引量：30: 2012年; 地下水流系统理论的提出,推动了现代水文地质学的发展。以Tóth经典地下水流系统理论建立方法为基础,综述了基于Tóth方法的地下水流系统的模拟成果,分析了Tóth方法得出的水流模式与控制因素的关系,以及地下水流系统理论从概念到实际应用的发展。同时,对中国地质大学(武汉)提出的地下水流系统通量上边界模拟方法也进行了系统论述,在物理模拟实验与数值模拟基础上,认为通量上边界分析方法是对Tóth方法的改进与完善,有利于对地下水流系统发育的物理机制理解;该方法能够更全面认识地下水流系统模式及其转化,定量出各影响因素对地下水流模式的控制关系。最后指出地下水流系统理论是当代水文地质学的核心概念框架,应该重视地下水流系统理论物理机制和数学模拟方法的研究,加强新技术方法的引入,拓宽其应用领域的研究等。; 梁杏张人权牛宏靳孟贵孙蓉琳; 关键词：地下水流系统

衡水地区咸水层沉积物粒度及氘氧同位素的古气候指示被引量：4: 2016年; 衡水地区的咸水层特征一直备受关注.为了探讨咸水层分布区的沉积环境与咸水形成期的古气候特征,利用钻孔(深度130m)采集了衡水地区咸水层沉积物,进行了沉积物粒度和粘性土孔隙水氘氧同位素测试.沉积物粒度标准偏差显示,剖面上由深至浅,沉积时期水动力呈由弱到强再到弱的变化趋势,其中水动力强段为90~65m,为厚层砂砾层.孔隙水TDS和δ^(18)O特征显示在6m以上受到大气降水和人类活动的影响,并且主要是以淡水灌溉影响为主.剖面上粘性土孔隙水的δ^(18)O在130~90m平均值为-11.5‰,65~29m平均值为-12.1‰,23~0m为-10.6‰,而下部淡水含水层地下水δ^(18)O为-9.8‰,上部咸水含水层地下水δ^(18)O为-8.2‰,粘性土孔隙水δ^(18)O明显偏负于含水层的地下水,反映保存记录了古气候信息.130~90m,δ^(18)O先增大后减小反映温度先升高后降低;65~29m,δ^(18)O反映温度偏低的气候特征;23~0m,δ^(18)O相对比较稳定,总体偏正,反映了全新世为一个相对较为稳定但较高的温度.; 牛宏梁杏李静马斌葛勤; 关键词：沉积物粒度古气候

通量上边界与水头上边界方法的地下水流系统模拟对比被引量：4: 2014年; 水头上边界方法(简称水头法,GHB)给定了潜水面形态和固化了排泄点,限制了不同地下水流系统模式的形成与转化。分别用数值法进行了通量上边界(简称通量法,FUB)与水头上边界的地下水流系统对比模拟。结果表明:嵌套式多级地下水流系统(Tóth典型模式)在运用水头法和通量法进行系统转化模拟时,得出的水流模式可能相似或完全不同;通量法在条件(盆地形态、入渗强度等)改变时潜水面能够自动形成,从而得出不同变化条件下的水流系统特征;水头法由于给定了潜水面和固化了排泄点,在改变盆地其他因素时,盆地补给(排泄)也发生同步改变,此时地下水流模式不是单因素变化的结果,因此在给定条件下不能得出完整的地下水流系统变化模式。基于通量法与水头法在地下水流系统模拟中的优势与不同,在进行盆地地下水流系统理论和实际研究时,应该综合2种方法的特点,结合实际资料条件进行方法的选取与应用。; 牛宏梁杏张人权; 关键词：地下水

华北平原典型区水体蒸发氢氧同位素分馏特征被引量：13: 2015年; 为研究华北平原衡水地区水体蒸发氢氧同位素分馏特征,采集不同盐度的深层地下淡水(TDS为0.61g/L)和浅层地下咸水(TDS为7.97g/L),现场开展室外器皿蒸发实验,获得了当地气象条件下氢氧同位素分馏参数。实验结果显示,淡水及咸水剩余表层水δ18O与剩余水比率f呈指数关系,与瑞利分馏模拟结果一致,δD和δ18O蒸发线斜率分别为4.78和4.69。整个蒸发过程中,淡水及咸水氢氧同位素值增量ΔδD分别为Δδ18O的4.82倍和4.76倍;剩余表层水相对于初始水δD和δ18O的变化量与累积蒸发量之比,淡水分别为2.68‰/cm和0.56‰/cm,咸水分别为2.78‰/cm和0.61‰/cm;而在不同的蒸发时段,剩余表层水δD和δ18O的变化量与蒸发量无明显相关性。受水分子扩散的影响,蒸发皿中氢氧同位素分馏在垂线上分层微弱。由于水体盐度较低,在当地气候条件下进行自由蒸发时,氢氧同位素分馏的盐效应可以忽略。; 马斌梁杏靳孟贵李静牛宏; 关键词：氢氧同位素分馏华北平原

MATLAB PDE工具箱在地下水科学实验教学中的应用被引量：10: 2013年; 利用MATLAB PDE工具箱求解Tóth典型地下水流系统模式,可得出地下水流系统模式图和流速分布图,体现了直观求解地下水流系统方法的多样性。MATLAB PDE工具箱与传统模拟软件Visual-MODFLOW相比,具有操作简单、易于掌握和出图方式多样的优势。本文将两种方法求解地下水流系统模式进行了对比模拟研究,并比较了两种方法的优缺点。结果表明:MATLAB PDE工具箱操作简便、出图美观,有利于对基本概念的理解,但处理非均质介质问题存在局限性;Visual-MODFLOW软件操作相对复杂、出图不够美观,不利于初学者操作,但可以方便地处理复杂介质。另外,介绍了MATLAB PDE工具箱在地下水科学实验教学中的应用,以期发展与改进模拟实验教学方法,使当代水文地质学的核心概念——地下水流系统理论得到更好的掌握与推广应用。; 牛宏梁杏尼胜楠孙蓉琳; 关键词：MATLAB 模拟实验教学

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牛宏