中文核心期刊《水文》刊登了课题组题为“地表地下耦合的水量及溶质运移模拟研究进展”的综述论文，论文作者为彭辉副教授、硕士研究生孙晓文和蒋竹青。
地表水与地下水之间存在强烈的相互作用，构建地表水和地下水耦合的水量和溶质运移模型可以揭示地表水和地下水之间的相互作用机制，并提高地表地下水量水质预测的精度。本研究系统地梳理了地表水与地下水耦合水量及溶质运移模拟的研究进展，强调构建耦合模型对揭示地表-地下相互作用机制和提升水量水质预测精度的重要性。将地表水-地下水耦合模型根据是否开发了溶质耦合功能，分为水量耦合和溶质耦合两类模型。其中，水量耦合模型根据耦合方法分为异步连接耦合模型、顺序迭代耦合模型和全耦合模型三类。其中，异步连接耦合模型（如SWAT-MODFLOW、MIKE-SHE等）先求解地表产流过程，再分别求解非饱和带水流和饱和带水流，地表模块和地下模块通过通量交换进行连接，适用于地形地质简单、精度要求不高的大区域；顺序迭代模型（如CATHY、GSFLOW等）是地表和地下模块分别交替求解，将交换量作为源汇项带入求解过程，不断迭代直至收敛，适用于中等复杂场景；全耦合模型（如ParFlow、HGS等）采用全局隐式格式将地表、地下水方程构建统一的微分方程系统，实现了地表、地下同时求解，模拟精度最高，但计算复杂度大，是未来发展的主流方向。而溶质耦合模型（如HGS、WASH123D等）能够模拟污染物在地表-地下的迁移过程，但对溶质反应机理（如化学转化、生物降解）的刻画仍较薄弱，多局限于保守物质或简单动力学反应。研究指出，耦合模型在水位预测、河流-地下水交换模拟、洪水预报及污染物迁移等应用中成效显著，地表-地下耦合模型在水资源管理和水污染控制中具有重要应用价值。未来需从优化求解算法以适应复杂流域模拟、提高溶质反应模拟和加强裂隙介质模拟等方面深入开展相关研究。
彭辉,孙晓文,蒋竹青.地表地下耦合的水量及溶质运移模拟研究进展[J].水文,2023,43(02):6-12.
文章链接：DOI:10.19797/j.cnki.1000-0852.20210301.
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