由温度时序资料反演地下水流速的两种解析解及其比较

应用河床温度时序资料对地表水与地下水交换过程进行评价。首先假设半无限空间上部温度边界按正弦波动，由1D地下水渗流传热模型，得到采用温度衰减规律计算地下水流速的解析模型；典型的解析模型求解有Hatch解析解和Keery解析解，Hatch解考虑了热弥散效应所引入的误差，因此其计算精度优于Keery解。然后基于典型渗透性介质，通过算例讨论了解析模型的适用性和局限性。研究结果表明只有研究区能简化为均质多孔介质、地下水的1D垂向运动占主导地位时，才能采用解析法确定地下水流速；采用常规的测点距离（1.0m左右），振幅比法能有效评价流速在(-1.0～8.0)×10-5m/s的地下水活动，而相位滞后法能有效评价流速在(0.0～1.6)×10-4m/s的地下水活动；采用温度时序资料解析模型计算地下水流速时，2个测点间必须存在振幅衰减或相位滞后，因此需要预估研究区地下水流速以便设置合理的测点间距。实例研究表明,该解析方法能够有效地评价地表水与地下水交换的时域特征。