通用水头边界的概念
通用水头边界是用来处理许多水文地质边界问题的一种工具,是一个抽象边界。当从外部水源进入或流出计算单元的水流量与该计算单元水头和外部水源的水头之差成正比时,可以使用通用水头边界程序包(GHB)。计算单元水流量与计算单元水头间的线性关系:
其中:Q是从外部水源进入计算单元的流量;C是外部水源与计算单元间的水力传导系数;hc是外部水源的水头;h是计算单元的水头。
通用水头边界程序包的原理如下图所示:
通用水头边界(GHB)的应用
下图中可以看出,当计算单元和外部水源水头之差增加时,进入或流出计算单元的水流不受限制地持续增加。因而在使用通用水头边界程序包时必须注意,以保证不让进入或流出系统的流量随模拟过程变得不切实际。
通用水头边界应用的典型场景举例如下:
● 以更加可控(增加一个参数:水力传导系数)的形式代替定水头边界。当水力传导系数很大时,GHB程序包的作用与定水头边界相同;
● 由于沿GHB边界的水位可以随应力期变化,故可以在非稳定流计算中用来模拟地表水体水位随时间的变化;
● 模拟地上悬河补给。在河流边界中,MODFLOW假定地下水位低于河床一定深度后,河水对地下水的补给为常数。在天然状态下,这种假定成立。当地下水位发生急剧变化时,如旁河抽水试验期间,这种假定不成立。此时,可以使用通用水头边界处理;
● 模拟越流补给。