考虑时空相关的分数阶对流-弥散方程及其解

本文在考虑弥散过程的时空相关性的基础上,用非局域性的处理方法,将二阶对流-弥散方程进行推广得到了分数阶的对流-弥散方程,方程中弥散项和对时间的导数被分数阶导数所代替。此方程的柯西问题的格林函数解是一分数稳定分布密度函数。由方程的稳定分布密度函数解说明了局域等效弥散系数与弥散过程有关,得出了等效弥散系数与运移尺度有关,是运移距离的幂函数的结论。这一结论从理论上解释了弥散系数的尺度效应。最后,用一实验的实测数据对所得结果进行检验,检验结果很好地说明了弥散过程中的偏态特征和“拖尾”现象,而传统二阶对流-弥散方程的高斯分布解却不能解释。因此,用分数阶的对流-弥散方程比二阶对流-弥散方程能更好的描述溶质在多孔介质中的弥散行为。     

多尺度有限元法在地下水模拟中的应用

本文详细介绍了多尺度有限元法的基本原理，并将其应用于非均质多孔介质中的流动问题，对水文地质参数按函数连续变化、渐变和突变3种非均质多孔介质中的二维地下水稳定流、非稳定流分别用多尺度有限元法和传统有限元法进行了计算。计算结果的对比表明，多尺度有限元法比传统有限元法有效，既节省计算量又有较高的精度。     

多孔介质溶质运移问题中的分数弥散

本文在弥散核函数为负幂率函数的前提条件下,对传统的二阶对流—弥散方程进行非局域处理,通过考虑溶质运移的空间相关性推导出了分数阶对流—弥散方程,方程中弥散项是分数阶微分。弥散项分数阶微分的出现是由于考虑溶质运移的空间相关性。该方程柯西问题的格林函数解为一 Lévy分布密度函数。Lévy分布满足标度不变性,Lévy运动轨迹是分形,其运移的平均平方位移(位移平方的均值)是时间的幂函数。因而用此分数阶对流—弥散方程描述的溶质运移过程,其平均平方位移是运移时间的幂函数,由此本文得出了等效弥散系数与运移尺度有关,是运移距离的幂函数的结论。这一结论从理论上解释了弥散系数的尺度效应。     

龙口—莱州地区海水入侵含水层三维数值模拟

本文提出了一个三维海水入侵数学模型。研究较成熟的突变界面理论对我国不适用，我国有广阔的过渡带，必须采用国外尚不成熟的可溶混液体量论来考虑过滤带的存在，本模型考虑了过滤带内密度不断变化对液体流动的影响，降雨入渗和潜水面变动对海水入侵过程的影响，以及大流量抽水井的存在。模型用来描述龙口市黄河营地区的海水入侵。Ｃｌ＾－浓度和水位的计算值和野外观测资料拟合得很好（氯离子浓度绝对误差的均值为４６．１３ｍ...     

山西柳林泉局部区域溶质运移二维数值模拟

本文建立了用于描述柳林泉域地下水中氯离子运移行为的局部区域二维可混溶溶质运移模型。模型考虑了地下水中溶解盐分浓度变化引起的地下水密度的改变，及其导致的地下水水头的变化。该模型计算值与观测资料基本一致，说明所建模型可以用于实际。据此用所建模型预报了柳林电厂水源地投入使用后对区域地下水位和水质的影响。     

引江济太调水关键技术研究

建设生态文明是党的十七大提出的全面建设小康社会奋斗目标的新要求。水是基础性的自然资源、战略性的经济资源，是生态与环境的控制性要素。水利作为国民经济和社会发展的重要基础设施，在建设生态文明和构建社会主义和谐社会中肩负着十分重要的职责。太湖流域是我国经济社会最发达的地区之一，经济的高速发展和人民生活水平的日益提高都要求流域水利提供更加安全的防洪保障，更加可靠的供水保障和更加良好的水环境、水生态，但由于流域的水污染问题突出，水生态与环境恶化，严重威胁流域的供水安全和生态安全。为保障流域供水安全、改善流域的水环境，根据温家宝总理“以动治静、以清释污、以丰补枯、改善水质”的指示精神，按照可持续发展治水思路，从2002年起，在水利部的领导下，太湖流域管理局组织流域的两省一市实施了引江济太调水试验工程，并开展了引江济太调水试验关键技术研究。5年多来，引江济太有效地缓解了流域水生态与环境恶化的趋势，改善了流域水环境，特别是2007年太湖蓝藻暴发．引江济太有效地缓解了无锡的供水危机，取得了显著的社会、环境和经济效益。引江济太调水试验关键技术研究，为引江济太长效运行在理论、技术、管理等方面提供了决策支撑。2007年12月14日，引江济太调水试验关键技术研究通过了水利部组织的验收。本期重点对“引江济太调水关键技术研究”进行报道，并集纳了部分领导和专家的观点。     

在井流影响下的对流－弥散问题研究

本文针对在对流一弥散问题的数值计算中，井点附近容易出现不合理的现象，从理论上推导出井流项（源汇项）在对流一弥散方程中的具体表达式，探讨了问题出现的原因，并提出了求解对流一弥散问题的４种计算方案．最后通过一个算例，验证了本文处理源汇项的可行性，并对４个计算方案进行了比较．计算结果表明，在实际应用中，可以忽略弹性储（释）水对溶质运移的影响，也可把注水井作为浓度第一类边界处理，经这样处理后所引入的误差不超过０．５％．     

关于稳定井流模型和Dupuit公式的讨论——对陈崇希教授 “商榷” 一文的答复

由于忙于其他方面的工作,没能定期阅读《水利学报》,因而不清楚《水利学报》开展了有关稳定井流模型和Dupuit式的讨论,陈崇希教授2010年8月发表于《水利学报》的文章（文献[1]）也迟至近日才看到,因而迟复了。甚歉!兹就有关问题谈谈个人的看法。     

一种模拟非均质介质中地下水流运动的快速提升尺度法

本文提出了一种用于模拟非均质介质中的地下水流运动的快速提升尺度法。该方法改进了粗网格单元的细剖分方法,能够在保证水头精度的前提下,用远少于传统剖分法所需的内点将粗网格单元剖分为相同数目的细网格单元,减少构造基函数所需的求解未知项,大幅降低计算量。通过对非均质介质中的二维稳定流以及非稳定流的模拟,快速提升尺度法的结果与解析解吻合得很好。与传统提升尺度法相比,该方法的精度与其相近,但节省了90%以上的计算时间。在求解大尺度、长时间或者复杂问题时,该方法的效率更高。     

抽灌水条件下上海砂土层的变形特征和变形参数

长期抽取地下水造成了上海严重的地面沉降。本文根据上海砂土层的水位、变形观测资料，研究了上海含水砂层变形特征及其与地下水位变化的关系。研究结果表明：在地下水位的总体上升期、稳定期，砂土层的变形为弹性；在地下水位总体下降期，当水位高于土层历史上的最低水位时，砂土层的变形主要为弹塑性，可用双线性弹塑性模型描述；当水位低于土层历史上的最低水位时，砂土层的变形为黏弹塑性，此时砂土层黏弹塑性的模型为一弹簧体与宾哈姆体并联后再与另一弹簧体串联而得到的模型。根据实测的土层变形和水位数据，可以得到砂土层的变形参数，从而为地面沉降的计算提供依据。