排水沟附近潜水非稳定流模型中参数计算方法

熊竹阳 巢湖市松阳水利工程设计有限公司

排水沟附近潜水非稳定流模型中参数计算方法

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针对农田排水沟在自由排水期间，水沟水位基本不变的实际，构建相应的潜水非稳定流模型；利用Laplace变换，并应用Laplace变换中的“积分性质”，给出了模型的解；依据模型的解，建立模型参数计算方法；结合实例，阐述利用地下水位动态观测资料计算模型参数的过程。

潜水 河渠 Laplace变换 参数

引言

直线河渠边界附近的潜水一维非稳定流模型，是地表水体附近或河间地块中的潜水非稳定渗流规律研究[1～5]、灌排渠系设计[7～9]、潜水含水层参数确定[1～3、10]等的基本理论工具。

许多文献多假设河渠水位瞬时上升或变动上升[1～10]，实际中，在地下水水位埋深较浅的地区，农田排水沟在自由排水期间，为保证排水效率，水沟的水位会控制在一定高度而不会上升的；本文针对这种实际，构建相应的地下水非稳定流模型，通过Laplace transform，给出了模型的解；结合实例，阐述利用地下水位动态观测资料计算模型参数的过程。

一、渗流模型

一理想的顺直灌排沟渠，如图1；其所处地段的水文地质条件，可概括为：

1.潜水含水层均质各向同性、具水平的隔水底板，在平面上无限延伸；

2.灌排沟渠在剖面上基本完整切割含水层，灌排沟水位基本保持不变；

3.潜水初始水位h(x,0)水平；

4.垂向水量交换强度ε,在区内各处相；

5.潜水水流可视为一维流。

图1. 沟渠附近潜水渗流场

在经典的J.G. Ferris模型中，上述水文地质概念模型中条件2是“水位迅速升高△H0后、水位保持不变”；……