处理地下水模型单元疏干-湿润的两种算法对比研究

摘要：

在使用网格单元中心差分格式的地下水模型中,对地下水网格单元"疏干(干)-湿润(湿)转化"的模拟极易引发模型迭代不收敛等异常情况,很大程度上影响模型的应用.本研究使用理想案例和丹麦应用实例,综合比较了MODFLOW模型的试算法与COMUS模型的全有效单元法对网格单元"干-湿转化"问题的模拟能力及算法特性.结果表明:(1)试算法的参数组合选取对模拟的收敛性和模拟结果都有明显影响,使用试算法时需要不断优化参数组合以避免模型迭代不收敛或模拟失真等异常情况,很大程度上增加了用户使用模型的难度和时间成本;(2)全有效单元法的模拟结果比试算法的模拟结果更具可靠性,全有效单元法的作用等同于理论上最优的试算法参数组合,使用全有效单元法时用户无需进行复杂的参数组合工作,因此该方法能有效降低模型的使用难度与模拟结果的不确定性;(3)全有效单元法中单元间水平向水力传导度算法实现了可以与经典调和平均法相比较的数值计算精度,说明全有效单元法在不涉及网格单元"干-湿转化"问题的地下水模拟中同样具有应用潜力.综上所述,全有效单元法更适用于处理地下水模型单元的疏干-湿润转化问题,并且有望在地下水数值模拟领域中得到更为广泛的应用.

关键词：地下水模型、网格单元疏干-湿润、全有效单元法、试算法、饱和-非饱和

所属期刊栏目：51

分类号：P641.2;P338(水文地质学与工程地质学)

资助基金：黑龙江省重点研发计划项目;流域水循环模拟与调控国家重点实验室自主研究课题;中国长江三峡集团有限公司员工科研项目

在线出版日期：2024-09-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：22-34