地下水溶质运移理论与水质模型
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作者陈崇希,成建梅
出版社中国科技出版传媒股份有限公司
ISBN9787030681454
出版时间2020-09
装帧平装
开本16开
定价68元
货号11016931
上书时间2024-08-26
商品详情
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作者简介
陈崇希（1933-），中国地质大学（武汉）教授，博士生导师。他提出了地下水可持续开采量评价的增量理论、层状非均质含水层承压-无压井流及混合井流的解析模型。他创建的渗流-管流耦合模型解决了混合井与水平井等模拟难题；提出了海底地下水等效边界的概念和确定方法（获国家科技进步奖三等奖）；提出了岩溶管道-裂隙-孔隙三重介质水流模型及模拟方法；对地面沉降模型提出了新的渗流-固结耦合方法。2003～2005年他主持开发了水文地质模拟要素仿真性能总体优于同期美国MODFLOW的地下水流模拟系统PGMS，等等。, 成建梅（1971-），博士，中国地质大学（武汉）教授。2006年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”。长期从事地下水运动-溶质迁移模拟方面的教学和科研工作。主持和参与各类科研项目近30项，在地下水资源评价、地下渗流模拟、海水入侵、CO2地质封存，以及流体-岩石作用等方面取得成果。出版专著和教材各2部，获专利授权3项，发表论文55篇。
目录
目录前言第1章 水动力弥散的基本概念 1 1.1 介质中两种流体流动的类型 1 1.2 示踪剂 2 1.3 水动力弥散现象 2 1.4 水动力弥散机理 4 1.5 研究水动力弥散的意义 6 第2章 水动力弥散方程及定解条件 8 2.1 有关参数 8 2.1.1 流体的密度 8 2.1.2 多组分流体体系的质点流速 8 2.1.3 流体的通量 9 2.2 溶液中α组分的质量守恒方程 9 2.3 α组分的对流-扩散方程 11 2.4 水动力弥散方程 12 2.5 源汇项 14 2.5.1 放射性衰变与化学、生物化学反应 14 2.5.2 吸附与解吸 15 2.5.3 抽水与注水 19 2.6 初始条件和边界条件 20 2.6.1 初始条件 20 2.6.2 边界条件 20 第3章 水动力弥散系数 23 3.1 理论模型研究 23 3.2 实验研究 26 3.3 水动力弥散的尺度效应 30 3.3.1 尺度效应现象 30 3.3.2 尺度效应与典型单元体 31 3.3.3 考虑可信度的弥散度尺度效应分析 32 第4章 水动力弥散方程的解析解法 37 4.1 基本解 37 4.1.1 三维空间瞬时点源 37 4.1.2 空间瞬时无限线源-平面瞬时点源 42 4.1.3 空间瞬时无限面源-平面瞬时无限线源-一维瞬时点源 43 4.1.4 有限空间（平面）问题 44 4.2 一维水动力弥散问题 44 4.2.1 无限长多孔介质柱体示踪剂瞬时（脉冲式）注入 44 4.2.2 无限长多孔介质柱体初始示踪剂浓度呈阶梯函数分布 46 4.2.3 半无限长多孔介质柱体一端为定浓度边界 48 4.3 一维稳定流动二维水动力弥散问题 52 4.3.1 瞬时注入示踪剂：平面瞬时点源 52 4.3.2 连续注入示踪剂：平面连续点源 55 4.3.3 注水拟稳定条件下示踪剂的径向弥散 56 4.4 一维稳定流动三维水动力弥散问题 57 4.4.1 空间瞬时点源 57 4.4.2 空间稳定连续点源 60 第5章 水动力弥散系数的计算方法 63 5.1 一维水动力弥散 63 5.1.1 利用正态分布函数性质求参 63 5.1.2 浓度曲线线性化求参 67 5.2 二维水动力弥散 67 5.2.1 瞬时投放示踪剂 68 5.2.2 连续投放示踪剂 81 第6章 水动力弥散方程的数值解法 85 6.1 有限差分法 85 6.1.1 导数的有限差分近似 85 6.1.2 一维水动力弥散的差分解法 87 6.1.3 二维水动力弥散的差分解法 89 6.1.4 求解差分方程的计算机程序举例 92 6.2 有限单元法 92 6.2.1 伽辽金方程 92 6.2.2 有限单元剖分与基函数 94 6.2.3 伽辽金有限单元法 98 6.2.4 二维水动力弥散的伽辽金法计算机程序 115 6.3 过量与数值弥散 115 6.3.1 过量现象 115 6.3.2 数值弥散 115 6.4 对流项占主导地位时的几种数值方法 117 6.4.1 上游加权法 117 6.4.2 特征值方法 119 6.4.3 动坐标系方法与网格变形方法 123 6.4.4 随机步行法 126 6.4.5 引入人工扩散量方法 130 6.4.6 改进特征线法和混合特征线法 132 6.5 自适应特征-有限元数值解法 134 6.5.1 基本思路 135 6.5.2 三角网格上自适应MMOC-MOC 的实现 137 6.6 考虑化学反应的迁移过程模拟 141 6.6.1 非平衡吸附 142 6.6.2 双域质量传输 143 6.6.3 多组分动力学反应 144 6.6.4 迁移与地球化学耦合模拟 146 第7章 地下水水质模型及其应用 148 7.1 纯对流型水质模型 148 7.1.1 用水流方程计算溶质运移 148 7.1.2 水流方程与水质方程的耦合方法 149 7.2 对流-弥散型水质模型 151 7.2.1 数学模型 151 7.2.2 水质模型求解 152 7.3 考虑密度变化的海水入侵三维水质模型 153 7.3.1 变密度海水入侵数学模型 153 7.3.2 自适应欧拉-拉格朗日混合法求解三维变密度海水入侵模型 155 7.4 水质模型应用及建模相关问题 169 7.4.1 水质模型建立的一般过程 169 7.4.2 地下水水质模拟常用软件及程序介绍 172 7.4.3 水质模型相关问题讨论 172 7.5 应用实例1：烟台夹河海水入侵模型 176 7.5.1 研究区背景 176 7.5.2 模型构建 179 7.5.3 模型识别与验证 182 7.5.4 模型应用 186 7.6 应用实例2：淄博洪山矿区串层污染模型 188 7.6.1 研究区背景 189 7.6.2 模型构建 190 7.6.3 模型识别与验证 195 7.6.4 模型应用 197 参考文献 208
内容摘要
本书是1996年出版的《地下水溶质运移理论及模型》一书的修订补充，其主要内容包括：水动力弥散的基本概念；水动力弥散方程及解析解法；水动力弥散系数的计算方法；水动力弥散方程的数值解法，包括有限差分法、有限单元法和自适应特征-有限元数值解法，还讨论适用于对流项占地位时的若干方法和考虑化学反应的对流-弥散方程数值解法；地下水水质模型及其应用，给出若干应用实例。本书部分插图附彩图二维码，微信扫码可见。本书可作为高等学校水文与水资源工程、地下水科学与工程、水文地质学、环境工程、地质工程等相关专业本科生和研究生的教材或参考书，也可供从事水文地质、环境保护、石油开发、农田水利、矿山地质、水资源管理、地质流体动力学等方面研究的工程技术人员和科学研究人员参考。
精彩内容
本书是1996年出版的《地下水溶质运移理论及模型》一书的修订补充，其主要内容包括：水动力弥散的基本概念；水动力弥散方程及解析解法；水动力弥散系数的计算方法；水动力弥散方程的数值解法，包括有限差分法、有限单元法和自适应特征-有限元数值解法，还讨论适用于对流项占地位时的若干方法和考虑化学反应的对流-弥散方程数值解法；地下水水质模型及其应用，给出若干应用实例。本书部分插图附彩图二维码，微信扫码可见。本书可作为高等学校水文与水资源工程、地下水科学与工程、水文地质学、环境工程、地质工程等相关专业本科生和研究生的教材或参考书，也可供从事水文地质、环境保护、石油开发、农田水利、矿山地质、水资源管理、地质流体动力学等方面研究的工程技术人员和科学研究人员参考。
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