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第二类越流系统完整井非稳定流解的分析及含水层水文地质参数计算

作　者: 吴健华
导　师: 钱会
学　校: 长安大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 第二类越流系统 解析解 数值解 非稳定流 抽水试验 水文地质参数
分类号: P641
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


地下水作为水资源的一个重要组成部分，在国民经济建设和发展中起着举足轻重的作用。水文地质参数是进行地下水资源评价、地下水流数值模拟和建立溶质运移模型、制定合理的开采方案等一系列工作的基础。本文以自然界中普遍存在的第二类越流系统为研究对象，在前人研究成果的基础上综合运用解析法和数值法对第二类越流系统解析解和数值解的求解方法以及求解精度进行了讨论，针对解析解公式的不足进行了修正，对第二类越流系统水文地质参数的计算进行了较全面的讨论。得到以下结论：（1）第二类越流系统井函数为无穷积分，根据被积函数的性质可以将其转化为定积分，用分段加和的方式编程计算，其计算精度一般可以达到0.0001m，相对误差一般在5%以内。（2）通过建立合适的地下水三维非稳定流数值模型，所计算的第二类越流系统数值解能很好的反映该问题下含水层的水位变化情况。（3）上、下弱透水层参数相同时，短时间解析解公式的适用范围可以扩展到汉土士给出的10倍的短时间解界限，其绝对误差和相对误差一般在0.1m和3%以内；长时间解析解公式的适用范围可以扩展到短时间段界限处，其绝对误差一般都在0.04m以内，相对误差都在1%以内。（4）上、下弱透水层参数不同时，对于不满足解析解公式界限的时间段，无论采取短时间解析解公式还是长时间解析解公式来估计该问题的解，都有可能使计算结果的相对误差超过5%，或其绝对误差超过1m，造成结果不可信。（5）针对解析解公式存在的不足对其进行了适当的修正，修正后公式的计算精度明显改善，其绝对误差均在0.03m以内，相对误差均在3%以内。（6）非稳定流抽水试验求取含水层水文地质参数时，可以根据s~lgt曲线的形状选取合适的解析解公式进行求参，主含水层参数的求解误差一般在5%以内，弱透水层相关参数的求解误差一般在10%以内。该研究结果有利于促进水文地质学科基础理论的发展，并为实际工作中含水层水文地质参数的求取提供理论基础。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-16
  1.1 问题的提出及研究意义  10-11
  1.2 国内外研究现状与存在问题  11-14
    1.2.1 国内外发展现状  11-13
    1.2.2 存在的问题  13-14
  1.3 论文研究内容与技术路线  14-16
    1.3.1 研究内容  14
    1.3.2 技术路线  14-16
第二章 第二类越流系统井流模型解析解及其数值积分计算  16-27
  2.1 第二类越流系统假定条件  16-17
  2.2 数学模型  17-18
  2.3 近似解析解  18-22
  2.4 解析解的数值积分计算  22-27
第三章 第二类越流系统井流模型数值解的计算及其精度分析  27-34
  3.1 数值解的计算  27-30
    3.1.1 数值模型的建立  27-29
    3.1.2 数值模型的求解  29
    3.1.3 数值模型的输出  29-30
  3.2 数值解的精度分析  30-34
    3.2.1 短时间段数值解分析  30-31
    3.2.2 长时间段数值解分析  31-34
第四章 短时间和长时间解析解的误差分析  34-66
  4.1 上、下弱透水层参数相同时的情况  34-53
    4.1.1 弱透水层弹性释水率变化情况下解析解的误差分析  34-41
    4.1.2 弱透水层渗透系数变化情况下解析解的误差分析  41-47
    4.1.3 弱透水层厚度变化情况下解析解的误差分析  47-53
  4.2 上、下弱透水层参数不同时的情况  53-59
    4.2.1 弱透水层弹性释水率不同情况下解析解的误差分析  53-55
    4.2.2 弱透水层渗透系数不同情况下解析解的误差分析  55-57
    4.2.3 弱透水层厚度不同情况下解析解的误差分析  57-59
  4.3 第二类越流系统井流问题解析解公式的修正  59-66
    4.3.1 解析解公式的修正  59-60
    4.3.2 解析解公式的修正结果分析  60-66
第五章 第二类越流系统水文地质参数计算  66-85
  5.1 最小二乘法在水文地质参数求取中的应用  66-72
    5.1.1 最小二乘法求解水文地质参数的原理  66
    5.1.2 最小二乘法求解水文地质参数的基本步骤  66-67
    5.1.3 最小二乘法计算不同含水层的水文地质参数  67-72
    5.1.4 最小二乘法求取含水层水文地质参数精度分析  72
  5.2 不同弱透层参数下各井流函数分布  72-75
    5.2.1 泰斯公式的近似公式  72-73
    5.2.2 各种井流函数分布情况  73-75
  5.3 不同弱透水层参数情况下完整井流问题水文地质参数的求解  75-85
结论与展望  85-88
  结论  85-86
  展望  86-88
参考文献  88-91
攻读学位期间取得的研究成果  91-93
致谢  93

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地质学 > 水文地质学与工程地质学 > 水文地质学（地下水水文学）
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