地面沉降条件下非均质多孔介质中地下水流模型的多尺度分析与计算

地面沉降在我国大中小城市均有发生，是制约当地经济发展的一个重要因素。由于天然土壤和含水层沉积过程的随机性，含水层的水文地质特征以及土壤的结构、构造和土壤各种矿物的组成等土壤特性具有明显的空间变异性。天然地质体的非均质性可在各种不同尺度上反应出来，成为地下水流动的数值模拟中最主要的困难。传统的数值模拟方法不适用于复杂的非均质介质情形，也不反映沉降后参数随时间不断变化的事实。项目将着重研究地面沉降条件下非均质介质中地下水流运动的数值模拟问题，主要包括饱和非均质土壤和非饱和非均质土壤中地下水流问题两个方面。项目还将对在水流模型与沉降模型的耦合过程中产生的多尺度问题进行理论和算法分析。针对数值模拟中出现的多尺度现象和非线性，项目将主要利用尺度提升技术和多尺度有限元方法的思想进行分析和计算，最终提供高效稳健的算法并发展多尺度有限元方法的理论,为地面沉降模型的建立、沉降预测提供有力保证。