水流模型概化

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水流模型概化

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地下水是无形无质的场流,在地下空间三个维度和时间维度上都存在变化,人们毕竟不可能掌握地下水运行的所有细节。如果我们沿用传统的分析思维,纠结于每一块砾石的形状、每一粒水滴的来源,则必然会陷入不可知论的泥潭。认识地下水必须从系统论出发,将现实世界高度精炼,定义地下水系统的水力边界,将纷繁复杂的地质体抽象为若干个含隔水层,抓住地下水运动的主流特征,定义含水层的渗透性能等等,这一过程就是地下水系统的概化。

地下水系统的概化是一门艺术,不会百分之百正确,也不会亘古不变,是随着资料的收集、调查的深入不断完善的过程。在此过程中需要掌握简单性与精确性的平衡,若一味追求简练,要以牺牲精度为代价,实用性不强;一味追求精度,系统过于复杂和不透明,校正和维护起来也越发困难。

进行地下水系统概化的最终目的通常是进行数学计算,而这些计算几乎必然由计算机来完成。这时,地下水系统概化的目标就变得更为具体,即将现实世界的参数与性质转换为标准的、面向高速计算工具的数据流。具体包括:水文地质结构概化边界概化参数概化和流场概化。这些要素的概化过程将在接下来相应的章节中分别讨论。