定位在进气值面的Boussinesq河流-地下水交互模型

来源：水资源与水工程学报杂志2024年第6期北京时间：

作者：张琳，程大伟，詹红兵，杨胜科，梁修雨，张晓斐，晋浩颖

单位：1.长安大学水利与环境学院,2.长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室,3.德克萨斯农工大学地理与地球物理系德克萨斯卡城TX77843-3115,4.南方科技大学环境科学与工程学院,5.西安曲江渼陂湖投资建设有限公司

摘要：河流-地下水交互对维持河流及周边生态系统功能、水资源可持续利用、水环境保护等方面具有重要影响。以定位在进气值面处的Boussinesq方程为控制方程，构建定位在进气值面的Boussinesq河流-地下水交互模型，采用Laplace变换获取了模型的解析解，并构建相应的参数反演模型；通过与饱和-非饱和渗流数值解对比，验证新模型的合理性；利用参数敏感性分析探讨进气值面高程的变化特征；基于进气值面处渗流连续性方程和水量均衡关系推导出进气值面处铅直方向渗流分速度解析解，并对比了进气值面处铅直方向渗流分速度解析解与数值解，讨论了进气值面处铅直方向渗流分速度变化特征。结果表明：定位在进气值面的Boussinesq河流-地下水交互模型的解析解与饱和-非饱和流数值模拟吻合度较高，其解析解是合理的；与其他模型相比，该模型能够克服自由面定在潜水面处的局限性，其理论基础更加坚实、参数的物理意义更加合理。

关键词：河流-地下水交互,进气值面,Boussinesq方程,Laplace变换,参数反演,解析解

基金资助：国家重点研发计划项目(2020YFC1808304)； 国家自然科学基金项目(41602237)； 陕西省创新能力支撑计划项目(2024RS-CXTD-54)