多级次地下水流系统的最小能耗率原理初探

• 作者: 张人权 梁杏 靳孟贵 罗明明
• 来源期刊: 地质科技通报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 地下水流模式 数值模拟 通量上边界 物理机制 最小能耗率原理
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: “地下水流系统理论、模拟方法与应用”专辑暨庆贺张人权教授90华诞
• 页码范围: 11-18
• 页数: 8页
• 分类号: P641
• 语种: 中文
• DOI: 10.19509/j.cnki.dzkq.2022.0002

摘要

20世纪60年代初期,Tóth基于定水头上边界条件推导出解析解,得出多级次地下水流系统,是水文地质学里程碑式的突破,成功地解决了一系列理论和实际问题.但T6th解析解存在的缺陷也长期沿袭:单纯重视数学模拟而忽视物理机制;将地形控制地下水位看成是普适性规律;忽视给定水头上边界数学模拟的失真.这些缺陷,尤其是忽视物理机制探究,不仅妨碍Tóth理论自身发展,而且导致地下水流系统理论尚未被国际水文地质界普遍接受.参照河流动力学中应用的最小能耗率原理,类比提出地下水流最小能耗率的表达式.基于已有的通量上边界地下水流模式数值模拟结果,进一步探究物理机制,归纳得出地下水流系统遵循最小能耗率原理的结论.