A semi-analytical generalized Hvorslev formula for estimating riverbed hydraulic conductivity with an open-ended standpipe permeameter
A semi-analytical generalized Hvorslev formula for estimating riverbed hydraulic conductivity with an open-ended standpipe permeameter
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用开放式立管渗透仪估算河床导水率的半解析广义 Hvorslev 公式
DOI：
10.1016/j.jhydrol.2016.06.061
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发表时间：
2016-09
影响因子：
6.4
通讯作者：
Lekhov, Mikhail V.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang, Ping;Wang, Ping;Lekhov, Mikhail V.;Lekhov, Mikhail V.
著名的Hvorslev（1951）公式是利用单井段塞试验估算土壤渗透性而开发的，并已广泛应用于利用原位立管渗透试验确定河床水力传导性。在这里，我们进一步发展了Hvorslev（1951）公式的一般解，该公式考虑了有界介质中的流动，并假设河流的底部是预定的水头边界。采用真实的和虚拟的圆盘源叠加的方法，得到了管内外水流总阻力的半解析表达式。结果，我们得到了一个简单的电阻半解析表达式，它代表了Hvorslev（1951）的推广。所得表达式以各向异性介质中二维流动（inr-z坐标）的有限元数值模型为基准。结果表明，模拟和估计的河床导水率值之间有很好的一致性。此外，一组模拟分层，随机异质河床沉积物进行和处理，使用建议的表达式来证明与测量垂直异质性在底部沉积物中使用一系列的立管渗透率测试与不同长度的管插入到河床沉积物的潜力。
The well-known Hvorslev (1951) formula was developed to estimate soil permeability using single-well slug tests and has been widely applied to determine riverbed hydraulic conductivity using in situ standpipe permeameter tests. Here, we further develop a general solution of the Hvorslev (1951) formula that accounts for flow in a bounded medium and assumes that the bottom of the river is a prescribed head boundary. The superposition of real and imaginary disk sources is used to obtain a semi-analytical expression of the total hydraulic resistance of the flow in and out of the pipe. As a result, we obtained a simple semi-analytical expression for the resistance, which represents a generalization of the Hvorslev (1951). The obtained expression is benchmarked against a finite-element numerical model of 2-D flow (inr-zcoordinates) in an anisotropic medium. The results exhibit good agreement between the simulated and estimated riverbed hydraulic conductivity values. Furthermore, a set of simulations for layered, stochastically heterogeneous riverbed sediments was conducted and processed using the proposed expression to demonstrate the potential associated with measuring vertical heterogeneity in bottom sediments using a series of standpipe permeameter tests with different lengths of pipe inserted into the riverbed sediments.
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M. Shanafield;P. Cook
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通讯作者：
Xunhong Chen;Jinxi Song;Wenke Wang
DOI：
10.1007/s002540000172
发表时间：
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--
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