申请/专利权人：武汉大学

申请日：2020-12-19

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN112650970B

主分类号：G06F17/10

分类号：G06F17/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2021.04.30#实质审查的生效;2021.04.13#公开

摘要：本发明提供饱和‑非饱和水分及溶质运移双重迭代耦合方法及装置，方法包括：步骤1.收集研究区的水文地质气象数据资料；将研究区中非饱和带和饱和带进行离散；采用以下步骤计算得到各应力期各时间步下的水分及溶质运移情况；步骤2.设置非饱和带厚度；步骤3.运行非饱和带水分运移模块；步骤4.判断非饱和带水分运动模块的计算结果是否满足溶质运移计算的需求；步骤5.计算ΔT时段内的地下水平均补给速率R；步骤6.运行饱和带地下水运动模块；步骤7.进行水分运动模块收敛性判断；步骤8.设置非饱和带溶质下边界条件；步骤9.运行非饱和带溶质运移模块；步骤10.运行饱和带溶质运移模块；步骤11.进行溶质运移模块收敛性判断。

主权项：1.区域饱和-非饱和水分及溶质运移模型双重迭代耦合方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.收集研究区的水文地质气象数据资料；将研究区中非饱和带离散为L个分区，饱和带离散为m×n个有限差分网格；根据研究区数据资料确定离散后各区域网格的参数信息；将这些参数信息作为输入参数，采用以下步骤2至11计算得到各应力期各时间步下的饱和-非饱和水分及溶质运移情况；步骤2.设置非饱和带厚度：设当前正处于第t个计算时间步的第p个迭代步，应力期长度为ΔT，上一时间步计算得到的非饱和带厚度为上一个迭代步计算得到的非饱和带厚度为在第t个计算时间步第p次迭代中，第l个子区域的非饱和带厚度： 式中，Sl为第l个子区域非饱和带的面积；根据各子区域的非饱和带厚度能够得到整个研究区非饱和带的厚度为L维数组；步骤3.运行非饱和带水分运移模块：运行非饱和带水分运移模块，计算时间段为从t时刻至t+ΔT时刻；步骤4.判断非饱和带水分运动模块的计算结果是否满足溶质运移计算的需求：计算非饱和剖面的所有时刻的Courant数，记为Cr，若Cr＞1，则折减时间步长并返回步骤3重新计算非饱和带水分运移模型，直至满足Cr≤1；步骤5.计算ΔT时段内的地下水平均补给速率R： 式中，r代表区域l中非饱和带水分运移模型每个时刻计算得到的地下水补给量；依次对各区域中地下水补给量进行计算，得到该应力期中整个研究区的地下水补给速率，将之写为与地下水有限差分网格一一对应的m×n维数组形式，记为Rt,p；步骤6.运行饱和带地下水运动模块：将地下水补给速率Rt,p传递给地下水运动模型，并在t时刻至t+ΔT时刻运行该模型，获得地下水位Ht,p和地下水埋深均为m×n维数组；步骤7.进行水分运动模块收敛性判断：max|Ht，p-Ht，p-1|＜εw, 式中，εw为容忍误差；若两个公式同时满足，则判断为收敛，进入步骤8，进行溶质运移模块的计算；否则返回至步骤2开始该时间步的下一个迭代过程计算非饱和带水分模块，直至满足该收敛条件；步骤8.设置非饱和带溶质下边界条件：设当前正处于第t个计算时间步的第q个迭代步，上一时间步计算得到的饱和带潜水含水层地下水浓度为上一个迭代步计算得到的饱和带潜水含水层地下水浓度为第t个计算时间步第q次迭代中，第l个子区域的非饱和带溶质下边界条件为： 式中，Sl为第l个子区域非饱和带的面积；根据各子区域的非饱和带溶质下边界条件能够得到整个研究区非饱和带溶质的下边界条件为L维数组；步骤9.运行非饱和带溶质运移模块：运行非饱和带溶质运移模块，计算时间段为从t时刻至t+ΔT时刻，得到地下水补给量的浓度步骤10.运行饱和带溶质运移模块：将地下水补给浓度传递给溶质运动模型，并在t时刻至t+ΔT时刻运行该模型，获得饱和带潜水含水层地下水浓度为为m×n维数组；步骤11.进行溶质运移模块收敛性判断： 式中，εs为容忍误差；若两个公式同时满足，则判断为收敛，进入下一个时间步的计算；否则返回至步骤8开始该时间步的下一个迭代过程计算非饱和带溶质模块，直至满足该收敛条件。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 武汉大学 饱和-非饱和水分及溶质运移双重迭代耦合方法及装置

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