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一種臨河地下水位時空演變規(guī)律表征方法技術(shù)

技術(shù)編號：43768921 閱讀：27 留言：0更新日期：2024-12-24 16:09

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種臨河地下水位時空演變規(guī)律表征方法，屬于地下水工程技術(shù)領(lǐng)域。首先考慮承壓水頭、河流水位變化、降雨強(qiáng)度、觀測點(diǎn)與河流側(cè)邊的間距等因素，建立地下水埋深擬合公式；然后，構(gòu)建臨河區(qū)域地層數(shù)值模型，對不同工況進(jìn)行模擬分析，得到以承壓水頭、河流水位變化量和降雨強(qiáng)度為單一變量的不同工況下潛水含水層底部的孔隙水壓力，并計算不同工況下的地下水埋深；將所有工況下的承壓水頭、河流水位變化量、降雨強(qiáng)度、地下水埋深以及觀測點(diǎn)與河流側(cè)邊的間距帶入地下水埋深擬合公式中進(jìn)行擬合，得到各個擬合參數(shù)；最后，計算修正系數(shù)，對地下水埋深進(jìn)行修正，得到地下水埋深計算公式；根據(jù)地下水埋深計算公式，計算臨河區(qū)域內(nèi)各觀測點(diǎn)同一時刻或同一觀測點(diǎn)不同時刻的地下水埋深。該方法提升了地下水位預(yù)測精度，減少了監(jiān)測井的布置以及人為測量地下水位的次數(shù)。

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【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于地下水工程，具體是一種臨河地下水位時空演變規(guī)律表征方法。

技術(shù)介紹

1、例如基坑、道路、橋梁、隧道等工程項目都不可避免地要面對地下水問題，特別是臨河建設(shè)的工程項目受到地下水的影響尤為顯著。地下水與河流之間存在水交換現(xiàn)象，這種交換受季節(jié)變化的影響顯著，導(dǎo)致地下水位出現(xiàn)顯著的季節(jié)性波動，在豐水期河流向地下水系統(tǒng)補(bǔ)給，而在枯水期地下水系統(tǒng)向河流補(bǔ)給。另外，降雨也會對地下水位產(chǎn)生顯著影響。

2、為了確保各類臨河工程項目的安全性和穩(wěn)定性，需要對臨河地下水的演變規(guī)律和特性進(jìn)行深入研究，同時有助于優(yōu)化資源的利用效率，減少對環(huán)境的影響。傳統(tǒng)方法通過設(shè)置大量監(jiān)測井，定期人工測量地下水位，采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，但是無法捕捉地下水位短期內(nèi)的快速變化，而且地下水位數(shù)據(jù)可能存在較長的時間延遲，無法實(shí)時反映地下水位的動態(tài)變化。因此，本專利技術(shù)提出了一種臨河地下水位時空演變規(guī)律表征方法，通過深入分析地下水位的季節(jié)性變化、降雨等因素的影響，旨在準(zhǔn)確捕捉地下水位的動態(tài)變化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)擬解決的技術(shù)問題是，提供一種臨河地下水位時空演變規(guī)律表征方法。

2、本專利技術(shù)解決所述技術(shù)問題采用如下的技術(shù)方案：

3、一種臨河地下水位時空演變規(guī)律表征方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

4、第一步：建立地下水埋深擬合公式：

5、

6、式中，h1為地下水埋深，h2為承壓水頭，δh為河流水位變化量，q為降雨強(qiáng)度，d

7、第二步：構(gòu)建臨河區(qū)域地層數(shù)值模型，對不同工況進(jìn)行模擬分析，得到以承壓水頭、河流水位變化量和降雨強(qiáng)度為單一變量的不同工況下潛水含水層底部的孔隙水壓力，并計算不同工況下的地下水埋深；

8、

9、式中，h為鉆探深度，c為潛水含水層底部到模型下邊界的距離，u是潛水含水層底部的孔隙水壓力，ρ為水的密度，g為重力加速度；

10、將所有工況下的承壓水頭、河流水位變化量、降雨強(qiáng)度、地下水埋深以及觀測點(diǎn)與河流側(cè)邊的間距帶入地下水埋深擬合公式中進(jìn)行擬合，得到各個擬合參數(shù)；

11、第三步：計算修正系數(shù)，對地下水埋深進(jìn)行修正，得到地下水埋深計算公式；

12、

13、

14、式中，β是修正系數(shù)，m是觀測點(diǎn)數(shù)量，n是監(jiān)測天數(shù)，δhi是第i個地下水埋深偏差；

15、第四步：根據(jù)地下水埋深計算公式，計算臨河區(qū)域內(nèi)各觀測點(diǎn)同一時刻或同一觀測點(diǎn)不同時刻的地下水埋深，得到臨河區(qū)域隨時間和空間變化的地下水位線。

16、進(jìn)一步的，第三步中，在臨河區(qū)域內(nèi)隨機(jī)選取多個觀測點(diǎn)布設(shè)監(jiān)測井，采集地下水埋深的實(shí)際值；獲取承壓水頭、河流水位變化量、降雨強(qiáng)度的實(shí)際值，將承壓水頭、河流水位變化量、降雨強(qiáng)度的實(shí)際值以及觀測點(diǎn)與河流側(cè)邊的間距帶入地下水埋深擬合公式計算地下水埋深的理論值；將地下水埋深的實(shí)際值與理論值作差，得到地下水埋深偏差。

17、進(jìn)一步的，工況分為三類，第一類工況是承壓水頭為固定值，降雨強(qiáng)度為零，以河流水位變化量為變量；第二類工況是河流水位變化量和降雨強(qiáng)度均為零，以承壓水頭為變量；第三類工況是承壓水頭為固定值，河流水位變化量為零，以降雨強(qiáng)度為變量。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果在于：

19、本專利技術(shù)考慮降雨強(qiáng)度、觀測點(diǎn)與河流側(cè)邊的間距等多方面因素，提出了地下水埋深擬合公式，并引入修正系數(shù)對擬合公式進(jìn)行精細(xì)化調(diào)整，提升了地下水位預(yù)測精度。有效減少了監(jiān)測井的布置以及人為測量地下水位的次數(shù)，降低了人力物力的消耗。從時間上可以預(yù)測同一觀測點(diǎn)不同時刻的地下水位，空間上可以預(yù)測不同觀測點(diǎn)同一時刻的地下水位，從而更加準(zhǔn)確地捕捉地下水位的動態(tài)變化。

本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

1.一種臨河地下水位時空演變規(guī)律表征方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臨河地下水位時空演變規(guī)律表征方法，其特征在于，第三步中，在臨河區(qū)域內(nèi)隨機(jī)選取多個觀測點(diǎn)布設(shè)監(jiān)測井，采集地下水埋深的實(shí)際值；獲取承壓水頭、河流水位變化量、降雨強(qiáng)度的實(shí)際值，將承壓水頭、河流水位變化量、降雨強(qiáng)度的實(shí)際值以及觀測點(diǎn)與河流側(cè)邊的間距帶入地下水埋深擬合公式計算地下水埋深的理論值；將地下水埋深的實(shí)際值與理論值作差，得到地下水埋深偏差。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的臨河地下水位時空演變規(guī)律表征方法，其特征在于，工況分為三類，第一類工況是承壓水頭為固定值，降雨強(qiáng)度為零，以河流水位變化量為變量；第二類工況是河流水位變化量和降雨強(qiáng)度均為零，以承壓水頭為變量；第三類工況是承壓水頭為固定值，河流水位變化量為零，以降雨強(qiáng)度為變量。

【技術(shù)特征摘要】

1.一種臨河地下水位時空演變規(guī)律表征方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：肖成志，徐俊瑀，劉翔，丁魯強(qiáng)，孟祥生，
申請(專利權(quán))人：河北工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：

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