地下水循环动力学结构的三维特性研究

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基本信息

  • 批准号：
    41772249
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    76.0万
  • 负责人：
    王旭升
  • 依托单位：
    中国地质大学（北京）
  • 学科分类：
    D0702.环境水科学
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

What is the kinetic definition of the three-dimensional (3D) boundary for groundwater circulation? How to partition the circulation elements from a complex continuous seepage field? These are fundamental equations exist in the hydrogeology. This project studies the 3D characteristics and properties of the kinetic structure in groundwater circulation, based on the steady-state groundwater flow field. It attempts to establish a new dynamic theory for the 3D groundwater circulation, develop a partitioning approach for the 3D groundwater flow systems and reveal the 3D nested structures of groundwater circulation in different types of hydrological systems as well as the hydrological effect of the 3D groundwater circulation. The project takes the Erdos Plateau as a typical research area and standing on the concerned sites of the Wushenzhao lake-group basin and the watershed basins from Dosit river to Wuding river, the characteristics of the nested groundwater circulation structures and their hydrological effects in lake-group basins and river basins will be investigated, on the basis of hydrogeological survey and numerical modeling of the coupling groundwater-surface water systems. This project provides a 3D view on the relationship between groundwater circulation process and watershed hydrological process so that new ideas could be found for the basin classification and water resources assessment in arid and semi-arid regions.
如何从水动力学角度定义地下水循环单元的三维边界？如何从复杂的地下水三维渗流场中划分出基本的结构单元？这是水文地质学尚未解决的基础性问题。本项目以地下水稳定流场为基础，开展地下水循环动力学结构的三维特性研究，致力于发展新的三维地下水循环动力学理论和方法，提出划分三维地下水循环单元的方法，揭示不同类型水文系统的三维地下水循环嵌套结构特征及其水文效应。项目以鄂尔多斯高原为典型区，以乌审召多湖盆地和都思兔河-无定河流域片区为重点研究地段，利用水文地质勘探调查和地下水-地表水耦合数值模拟等手段，研究多湖盆地与河流盆地的地下水三维嵌套结构特征及其水文效应。项目将从三维角度揭示地下水循环过程与流域水文过程的关系，为干旱、半干旱地区流域划分和水资源评价提供新的思路。

结项摘要

地下水循环是水文循环的重要组成部分，对水资源的形成转化具有重要影响。弄清楚地下水循环的动力学特性，是地下水资源准确评价与合理开发利用的关键基础，也是科学认识地表水、地下水、土壤水相互作用关系的前提。本项目以鄂尔多斯高原为重点研究区，开展地下水循环动力学结构的三维特性研究，研究内容包括：地下水稳定流场三维结构的动力学理论和划分方法；多湖盆地三维地下水循环的结构特征与水文效应；河流盆地三维地下水循环的结构特征与水文效应。在项目执行期内，研究工作总体按照计划执行，少量野外调查观测工作受到新冠肺炎疫情影响而被延误。项目涉及到的关键科学问题已经得到较为充分的解决，达到了预期的研究目标。项目取得的研究进展包括：（1）建立了地下水循环三维动力结构描述的新理论，提出地下水循环单元的新概念，改进完善了经典的Tóth（1963）剖面二维地下水流系统理论以及Engelen等（1996）提出的三维地下水流系统方法；（2）在地下水循环与地表水文耦合方面，提出2个新的流域尺度气候水文模型解释了气候变化条件下地下水循环对河流水文的影响，发现三维地下水流系统的结构可以形成跨流域地下水循环路径；（3）在方法技术上，研发出地下水循环流线追踪的高性能计算技术，提出并实现地下水年龄剖面拐点法识别地下水流系统的方法。依托项目研究共发表学术论文15篇，授权发明专利2项，培养博士生4名、硕士生4名。研究成果能够促进地下水循环动力学理论和方法的发展。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（2）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
Depth-Dependent Seasonal Variation of Soil Water in a Thick Vadose Zone in the Badain Jaran Desert, China
中国巴丹吉林沙漠厚渗流带土壤水随深度的季节变化
  • DOI：
    10.3390/w10121719
  • 发表时间：
    2018-11
  • 期刊：
    Water (Switzerland)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhou Yanyi;Wang Xu-Sheng;Han Peng-Fei
  • 通讯作者：
    Han Peng-Fei
鄂尔多斯浩勒报吉水源地开采地下水的环境影响分析
  • DOI：
    10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.2019.02.02
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    水文地质工程地质
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王旭升;尹立河;方坤;张俊;王晓勇
  • 通讯作者：
    王晓勇
Calibrating the Spatiotemporal Root Density Distribution for Macroscopic Water Uptake Models Using Tikhonov Regularization
使用吉洪诺夫正则化校准宏观吸水模型的时空根密度分布
  • DOI：
    10.1002/2017wr020452
  • 发表时间：
    2018-03
  • 期刊：
    Water Resources Research
  • 影响因子：
    5.4
  • 作者：
    Li N.;Yue X. Y.
  • 通讯作者：
    Yue X. Y.
Analytical Solutions for Steady-State Multiwell Aquifer Tests in Rectangular Aquifers by Using Double Fourier Transform: A Case Study in the Ordos Plateau, China
使用双傅立叶变换进行矩形含水层稳态多孔含水层测试的解析解：以中国鄂尔多斯高原为例
  • DOI：
    10.1155/2020/6926714
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Geofluids
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Jun-Zhi Wang;Xu-Sheng Wang;Qing-bo Li;Wei-Feng Wan
  • 通讯作者：
    Wei-Feng Wan
Investigating the mysteries of groundwater in the Badain Jaran Desert, China
探究中国巴丹吉林沙漠地下水的奥秘
  • DOI：
    10.1007/s10040-018-1750-1
  • 发表时间：
    2018-03
  • 期刊：
    Hydrogeology Journal
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Wang Xu-Sheng;Zhou Yanyi
  • 通讯作者：
    Zhou Yanyi

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其他文献

三维Toth型盆地的驻线及其对多级次水流系统的控制
  • DOI：
    10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0017
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    万力
Al-Y共掺杂ZnO透明导电薄膜制备及光电性能研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    中山大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    蒋志洁;张曰理;汤健;王旭升
  • 通讯作者：
    王旭升
岩石渗透试验瞬态法的水动力学分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    岩石力学与工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王旭升;陈占清
  • 通讯作者：
    陈占清
(1-x)BaTiO_3-xCaTiO_3陶瓷介电特性与La掺杂半导化研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    材料导报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘红;姚熹;王旭升
  • 通讯作者：
    王旭升
断裂带地下水位的降雨动态模型及异常识别
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2010
  • 期刊：
    地震学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王旭升;王广才;董建楠
  • 通讯作者：
    董建楠

其他文献

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王旭升的其他基金

潜水面与包气带水的动态耦合机制及其尺度效应
  • 批准号：
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    40542011
  • 批准年份：
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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