MODFLOW中两种模拟混合井流问题方法的耦合

对于无(弱)水力联系的多含水层,混合井改变了含水层的结构,通过井筒将无(弱)水力联系的含水层联通。对于大区域井流问题数值模拟,MODFLOW中显式流量分配法和"High Kv in Wellblock"法的假设条件都很难得到满足,将两者耦合起来拓展其适用范围。采用质量守恒定理和Darcy定律计算井网格的平均等效渗透系数,结合显式流量分配法模拟混合井流问题。最后,通过两个典型算例来验证该方法的合理性,其中一个算例是非完整井穿透相邻的两个含水层,另一个算例是完整井穿透两个含水层,且中间有隔水层。将耦合法的计算结果与显式流量分配法对比,结果表明:只有在第一个例子中当水流达到稳定时,两种方法的计算结果几乎相同,且井网格的水头差很小;而其它情况两者的差别很明显,且采用流量分配法计算井网格的水头差大于耦合法计算井网格的水头差。根据Neville等的相关结论可知采用耦合法对于文中的两个例子都比较合理。     

井内混合效应与尺度效应对注入井附近溶质径向弥散过程的影响

径向弥散是指溶质在径向流场下的迁移规律,被广泛用于描述含水层修复领域中污染物的迁移过程.然而,在现有描述径向弥散的模型中,往往忽略了井内混合效应对溶质径向弥散的影响.建立新的注入井附近溶质径向运移动力学模型,同时考虑井内混合效应与弥散度的尺度效应.采用Laplace变换推导该模型的半解析解,利用Stehfest数值逆变换获取溶质在实数空间的解.通过与不考虑混合效应的模型对比研究混合效应对溶质径向弥散的影响,并利用室内渗流槽中的溶质径向弥散实验数据验证模型的合理性与适用性.结果表明:混合效应和尺度效应对注水井附近溶质径向弥散有显著影响.具体地讲,井内的混合效应越显著,在井壁处及含水层中的穿透曲线越低,溶质浓度达到峰值所需时间越长,与不考虑混合效应模型的差异越明显;随尺度效应的增强,溶质提前穿透且扩散范围变大,溶质浓度达到峰值所需时间越长;与前人的模型相比,本研究模型能更好地模拟注水井附近的溶质径向弥散问题.      

非完整井下单井注抽试验数值模拟方法改进

单井注抽试验（SWIW试验）具有成本低、耗时短、易操作等优点,被广泛用于获取野外含水层的弥散度等物理化学参数.然而,井筒附近的流场变化复杂,给模型求解带来不便,尤其是非完整井问题.针对非完整井SWIW试验问题,MODFLOW/MT3DMS软件中包含3种模块:传统WELL模块、高渗透性WELL模块和MNW模块,分别代表 3种常规的数值模拟方法.研究表明现有的这3个模块都存在一些假设条件,野外试验条件可能难以满足.为此,本研究提出一种新的计算方法,即将MNW模块中考虑井中溶质混溶的公式运用到高渗透性WELL模块上,通过一个参数反求案例的分析,证明SWIW试验模拟结果的精度得到提高.基于改进后的模型,探究传统模型中常用的两个假设条件的影响:忽略滤水管空间位置和假设试验过程中流场是稳定.结果表明:（1）非完整井井筒滤水管的位置对浓度结果的影响不可忽略;（2）含水层渗透系数与储水系数的比值较小时,稳定流场这个假设条件会带来误差.