저자 소개——첸충시 교수

천충희 교수 박사 지도교수, 남성, 1933년 10월 30일 절강성 원저우 출신, 1956년 북경지질대학 졸업, 중국대학에서 수문지질학과 공학지질학, 환경지질학 연구 전공 지구과학부(우한) 전 이사.

침출 이론, 지하수 수치 시뮬레이션, 지하수 자원 환경 평가 및 관리 등에 대한 교육 및 과학 연구에 참여했습니다. 38개의 국가 핵심 과학기술 프로젝트(3개 프로젝트), 중국 국립자연과학재단(3개 프로젝트) 및 기타 과학 연구 프로젝트를 주관했으며, 제1저자로 국가과학기술진보상 2등상 1개를 수상했습니다. 주정부 및 장관급 과학기술 발전상 3개, 우수교재부 2등상. 12권의 책과 100편의 논문을 출판했습니다. 그는 중국 지질대학 211 프로젝트 1단계 및 2단계의 "지질 환경 보호 및 지질 재해 예방"과 "지질 환경 보호 및 지질 환경 보호" 핵심 주제 그룹의 학술 리더이자 수석 과학자입니다.

첸충시 교수의 주요 학문적 업적을 간략하게 소개하면 다음과 같다.

1. 지하수 자원 평가의 이론적 측면

지속가능한 지하수 추출에 대한 평가는 수문학 및 수자원공학의 핵심 쟁점. 다른 전공에서 가장 중요한 연구 방향 중 하나. 그러나 오랫동안 지하수 함양은 국내외 평가의 기초로 활용되어 왔다. 1966년부터 1978년까지 Chen Chongxi 교수는 다음과 같이 설명했습니다. "유정에서 물을 펌핑하면 원래의 유체역학적 균형이 파괴되기 때문에 유정에서 물을 펌핑함으로써 발생하는 영향의 범위는 시간이 지남에 따라 커질 것입니다. 양수로 감소하면 영향 범위는 무한히 커진다." 이때 추출되는 지하수는 모두 저장량이다. "지하수 함양 증가량과 지하수 양수량 감소량의 합이 같아야 한다." 펌핑하는 물의 양에 따라 지하수가 안정적인 우물 흐름을 형성할 수 있는가?" 이는 지하수의 지속가능한 추출을 평가하기 위한 기본 기준입니다. 2002년 미국의 유명 학자 Bredehoeft가 증명한 '지속 가능한 채굴량' 평가 기준은 1966년 Chen Chongxi 교수가 증명한 결론과 정확히 같습니다. 수년에 걸쳐 '지하수 함양량 증가 및 배출량 감소'라는 평가 기준이 점차 존중되어 왔으며 어떠한 비판도 받지 못했습니다.

2. 지하수 역학 분석 이론

(1) 1966~1981: "영향 반경 안정 우물 흐름" 모델의 오류를 수정하고 Jubuyi "원형 섬 모델"을 복원했습니다. 원래 모습. 듀피(Dupuit) 모델은 지하수의 안정된 우물흐름을 위한 가장 기본적인 모델로 1950년대 구소련에서 '영향반경' 모델로 우리나라에 도입되어 수십년 동안 주요 기초로 사용되어 왔다. 지하수 자원 평가. 나중에 알고 보니 당시 유럽과 미국에서도 Dupuit 모델을 "영향 반경" 모델로 묘사하고 있었는데, 1972년까지 유명한 학자인 Bear J는 그의 유명한 저서 "Porous Media Fluid Dynamics"에서 여전히 이렇게 언급했습니다.

1966년 Chen Chongxi 교수는 "유정 흐름을 안정화하는 영향 반경" 모델에 의문을 제기하고 이 모델이 원래 가정된 초기 수두 수준에서 작동하지 못했을 뿐만 아니라 침투 재충전(지하수)도 없음을 이론적으로 입증했습니다. 정지되어 있는 경우) 안정적인 우물 흐름이 형성될 수 있으며, 초기 지하수 흐름(충전된 유출장의 존재) 조건에서 지하수 추출은 안정적인 우물 흐름으로 이어지지 않을 수 있습니다. Chen Chongxi 선생은 물 균형의 원리를 바탕으로 안정적인 우물 흐름을 형성하기 위한 조건을 엄격하게 입증했습니다.

1974년 3월 Chen Chongxi 교수는 Dupuit의 안정 유정 흐름 방정식의 적용 조건이 "영향 반경" 모델이 아닌 "섬 모델"이어야 한다고 추가로 지적했습니다. Dupuit의 공식에서는 "Garden Island Radius"로 변경되어야 합니다. 이는 1950년대 해외에서 도입되어 우리나라에 깊은 영향을 미친 '영향권 모델'의 오류를 이론적으로 바로잡는 것이다.

천충시 교수의 과학적 통찰력은 당시 빠른 반응을 얻었다. 1975년 Chen Chongxi 씨는 중국 지질과학원 수리지질학 및 지질학 공학 연구소와 중국 여러 성 및 도시의 동료들에게 Dupuit 안정 유정 흐름 모델에 대한 자신의 이해를 설명하도록 초대되어 체계적으로 이론을 소개했습니다. 지하수의 불안정한 우물 흐름 방법. 이를 위해 Chen Chongxi 교수는 지하수의 불안정한 우물 흐름 이론을 체계적으로 설명하는 우리나라 최초의 책인 "지하수의 불안정한 우물 흐름 계산 방법"을 집필했습니다.

그 후 몇 년 동안 Chen Chongxi 교수는 중국 주요 도시의 도서관과 정보 기관에서 Dupuit의 원작을 검색했지만 소용이 없었습니다. 1981년이 되어서야 한 수탁자가 프랑스 파리 도서관에서 1863년부터 Dupuit의 원본 작품을 복사하여 "루 산의 진정한 얼굴"을 보았습니다. 원작은 1974년 Chen Chongxi 교수가 제안한 '둥근 섬 모델'을 표현한 것입니다. Chen Chongxi 교수는 10년 넘게 이 문제를 추구해 왔습니다. 그는 수문지질학 문헌의 장기적인 잘못된 정보와 오용을 바로잡았을 뿐만 아니라 "영향 반경 안정 우물 흐름" 모델의 이론적 오류를 입증했을 뿐만 아니라 다음과 같은 모델을 확립했습니다. 이를 토대로 지하수 채굴 조건을 질량 보존 방정식은 지하수의 지속 가능한 추출을 올바르게 평가하기 위한 기본 기준을 결정합니다.

(2) Theis 공식과 Hantush 공식의 적용 조건을 확대합니다. 오버플로 시스템의 Theis 모델과 Hantush 모델과 같은 모델은 초기 유압 수두가 수평으로 분포되어 있다고 가정하는데, 이는 자연적으로 충족하기 어렵습니다. 1975년에 Chen 교수는 Theis의 드로다운 공식과 Hantush의 드로다운 공식이 초기 안정 유동장에 사용되도록 확장될 수 있음을 증명했습니다. 불안정한 초기 유동장에 대해서는 사용하기 전에 자연 수두에 의해 동적으로 수정되어야 합니다.

Theis 모델에서는 우물 직경이 0이 되는 경향이 있어야 한다는 것이 1975년에 실제 제한된 우물 직경의 경우 짧은 펌핑 시간이 지나면 Theis 공식을 사용할 수 있다는 것이 입증되었습니다. 2002년과 2003년에는 대학원생들과 협력하여 펌핑으로 인한 제한된 대수층의 지붕 변형에 대해 수정된 Theis 우물 흐름 모델과 Hantush 우물 흐름 모델을 제안하고 분석 솔루션을 얻었으며, 이는 이러한 우물에서 수두가 떨어지는 것을 이론적으로 입증했습니다. 두 모델은 펌핑 초기 단계에서 너무 작았습니다.

(3) 1966년에 다공성 매질과 파쇄 매질의 투과성 계수에 대한 수리학적 모델/방정식이 확립되었습니다. 이 결과는 수리지질학에서 가장 중요한 매개변수인 투과성 계수의 물리적 본질을 드러냅니다. 1972년에 Bear는 Chen Chongxi 씨와 동일한 다공성 매질 투과 계수에 대한 수학적 방정식을 제안했습니다. 1967년 프랑스 학자 Louis도 Chen 씨와 유사한 파손된 매질에 대한 수력학적 모델을 제안했습니다.

(4) 1974년에는 대수층의 시간에 따른 전도도를 고려한 지하수의 무압력 비정상 우물 흐름에 대한 해석적 해법이 제안되었으며, Moench(1972)는 작업 중 도관 주변의 결빙을 고려했습니다. 또는 열전도 문제의 해결책은 압력-비압력 불안정 우물 흐름 문제에 직접적으로 적용되며 각각 고유한 장점과 단점이 있습니다. 2006년부터 2008년까지 그는 대학원생들과 협력하여 이 분야에서 새로운 결과를 얻었습니다.

(5) 카르스트 샘 흐름의 감쇠 측면에서 감쇠계수 α를 포함하는 음의 지수함수는 국제적으로 분석 및 예측을 위해 종종 사용되지만, 이 계수는 항상 경험적 매개변수로 사용되어 왔습니다. 1988년에 Lin Min 교수와 Chen Chongxi 교수는 층류 흐름과 난류 상태의 감쇠 계수에 대한 수리 방정식을 얻기 위해 협력하고 이 계수와 대수층의 기본 매개변수 간의 관계를 밝혔습니다.

(6) 2011년에는 혼합정 흐름에 대한 몇 가지 기본 분석 솔루션이 확립되었으며 몇 가지 중요한 통찰력을 얻었습니다.

(7) 비정상 흐름 해석 방법과 수치 해석 방법의 장점을 결합 - 수도인 에디니(Edini) 수원지의 "암석학" 문제를 해결하기 위한 "수치 해석 방법"을 제안 모리타니는 대수층에 암석이 존재하기 때문에 "Skylight"로부터 재충전을 얻는 것은 순수 분석 방법(1978-1980)으로 지하수 이용 역학을 예측하는 데 어려움을 겪었고 수치 모델에서 경계 처리에 어려움을 겪었습니다(예: Hancheng Water Source, 1989). ), 전통적인 유한요소법과 유한차분법은 시뮬레이션(1989)에 명백한 이론적 결함이 있습니다.

3. 지하수 흐름의 수치 시뮬레이션

(1) 해안 지역의 대수층 시스템 모델을 개선하고 바다 방향 경계를 결정하기 위한 이론과 방법을 제안합니다. 많은 해안지역 수치모형에서 국내 연구자들은 모두 해안선을 수직경계로 간주하고 있으며, 대부분의 해외 연구자들은 위와 동일한 방법을 사용하고 있으며, 일부 연구자들은 근거 없이 일정한 연장거리를 경계로 사용하고 있다. 1986년부터 1988년까지 Chen Chongxi 교수는 대부분의 대수층 시스템이 해저까지 확장된다고 믿고 다양한 유출 유형을 "등가 유출 경계" 개념으로 요약했으며 또한 지하수의 조석 효과 정보를 사용하여 "등가 유출 경계"를 제안했습니다. "해안 대수층." 및 수문지질학적 매개변수를 사용했으며, 베이하이시의 여러 수원, 하이난섬의 양푸항 지역, 옌타이시의 해수 침입 모델에서 지속 가능한 지하수 추출 평가와 같은 사례에 사용되었습니다. . 해저 경계를 결정하기 위한 체계적이고 완전한 이론과 방법은 연안 수문지질학적 모델을 확립하는 데 중요한 이론적 중요성과 실제적 가치를 가지고 있습니다. (국가과학기술진보상 3등상 수상)

(2) 라인 싱크를 기반으로 한 전통적인 유정수 시스템 모델을 "침수관 흐름 결합 모델"로 업그레이드하여 긴 문제를 해결합니다. - 유정 경계의 용어 문제 묘사된 수문지질학적 문제. 혼합 펌핑 우물의 시뮬레이션 문제를 해결하기 위해 Chen Chongxi 교수는 "침출 파이프 흐름 결합 모델"을 제안했습니다. 이 모델은 성층 수리지질 매개변수를 결정하기 위한 베이하이시의 2층 혼합 펌핑 테스트(1992), 성층 수리지질 매개변수를 결정하기 위한 정저우시의 3층 혼합 펌핑 테스트(1995) 및 4가지 지하수 혼합의 개발 역학 문제를 성공적으로 해결했습니다. 우리나라 북서부의 우물 예측(1999~2005) 및 기타 사례. 새로운 모델의 제안과 혼합정 사례의 적용으로 "유정-물 시스템 모델"을 위한 더 높은 수준의 플랫폼이 만들어졌습니다.

1995년에는 '침출관 흐름 결합 모델'을 '카르스트 관-열곡-기공'의 삼중 매질로 지하수 '선형 비선형 흐름' 모델로 더욱 발전시켜 외국 이중구조를 돌파했다. -중형 모델과 선형 모델. 파이프 흐름 모델의 한계. 이 모델은 Guangxi의 Huanjiang 카르스트가 풍부한 지역의 매우 복잡한 용수 흐름 역학을 시뮬레이션하는 데 성공적으로 사용되었습니다.

2003년부터 2005년까지 지하수 우물과 수평 우물에 '침출관 흐름 결합 모델'을 사용해 기존 모델을 한 단계 더 발전시켰다. 2003년에는 관측 구멍의 수위 형성에 대한 전통적인 개념에 의문이 제기되었습니다. 외국의 유명한 학자들(Hantush, Бочевер, Neuman 등)은 모두 기존 관측 구멍의 수두 낙하가 필터 튜브의 각 지점의 평균 낙하로 간주될 수 있다고 믿고 있습니다. 그러나 Chen Chongxi 교수는 "관측 구멍의 수위 강하를 계산하는 이러한 방법은 물리적 기초가 부족한 순전히 수학적 방법"이라고 지적했으며 "침수관 흐름 결합 모델"을 사용하여 관측 구멍의 수위 형성을 시뮬레이션했습니다. 메커니즘의 관찰 구멍. 이 문제의 해결은 중요한 이론적 의의와 실천적 가치를 지닌다.

2004년에는 추가 테스트를 위해 "침수관 흐름 결합 모델"의 모래 탱크 물리적 시뮬레이션이 완료되었습니다. 결과는 수치적으로 시뮬레이션된 수두 및 흐름 역학이 물리적 시뮬레이션 결과를 매우 잘 재현한다는 것을 보여줍니다.

이를 위해 Chen Chongxi 교수는 "침수관 흐름 결합 모델" 및 "등가 투과성 계수" 이론을 제안하고 물리적 시뮬레이션을 검증하고 다양한 조건에서 응용 분야를 추가로 테스트하는 데 10년 이상을 보냈습니다.

1992년 첸 교수는 라인 싱크를 기반으로 한 전통적인 유정-수 시스템 모델의 부정확성을 극복하고 필터 튜브에서 유정의 경계를 이동한 "침출 파이프 흐름 결합 모델"을 제안했습니다. 따라서 필터 튜브 벽에 경계 조건을 인위적으로 설정할 필요가 없으며, 수원의 유속이나 수두만 실제로 제공하면 됩니다. 이 결과는 수문지질학 공동체에서 오랫동안 사용되어 온 유정-대수층 시스템 모델을 새로운 수준으로 끌어올렸습니다. 첸 교수의 유익한 연구로 우리나라의 관련 분야 과학연구가 세계 선두에 서게 되었습니다.

(3) "9차 5개년 계획" 국가 과학기술 연구: 지하수 추출지 침하 모델 개발(쑤저우 지역을 예로 들어). 토양 강화와 지하수 흐름은 어떻게 연결됩니까? Chen 교수는 "2단계 결합"의 국제적 오류를 비판하고 단일 단계 해결 방법에 대한 이론적 기초를 제안했으며, 국제적으로 준3차원 흐름 모델이 대부분 다층 "천"이라고 지적했습니다. -층 케이크 모양의 "약한 투과성 층 물 베어링 시스템에 준3차원 흐름 모델을 사용하는 것은 적합하지 않습니다(오차는 5% 이상 30% 이상). 차원 모델을 사용해야 하며, 토양 압밀로 인한 공극률, 투수성 계수, 물 공급/저장 계수의 변화를 고려한 모델이 확립되었습니다. 흐름 모델은 지하수 채굴층의 수두 역학보다 지반 침하가 지연된다는 일반 법칙을 설명합니다. , 또한 Suzhou의 지반 침하 센터가 지하수 채굴 깔때기와 일치하지 않는다는 사실을 객관적으로 시뮬레이션합니다.

(4) 2003년에는 "시뮬레이션 왜곡을 방지하고 시뮬레이션을 개선하는 것이 수치 시뮬레이션의 핵심이다"라고 제안되었습니다. 수치 시뮬레이션 측면에서 Chen Chongxi 교수는 수문지질학적 조건의 정확한 분석, 물 흐름 메커니즘에 대한 연구 및 시뮬레이션 기술 개선을 강조했으며 30개 이상의 실용적인 시뮬레이션 모델을 완성하고 과학적이고 실용적인 측면에서 지하수 수치 시뮬레이션 기술을 향상시켰습니다. 2005년에는 대학원생들과 함께 MODFLOW보다 일반적으로 우수한 PGMS 소프트웨어를 개발했습니다. 이 소프트웨어에는 하이브리드 펌핑 우물, 기존 관찰 구멍, 지하수 우물, 수평 우물, 강우/수로 등이 포함되어 지하수 히스테리시스, 물을 침투하고 재충전합니다. 양수 우물, 샘 등의 수준. 흐름, 지하수의 비선형 증발 및 지하수-지표수 상호 작용을 위한 모듈.

4. 결론

첸충시 교수의 50년 경력을 되돌아보면 그의 과학적 문제 발견에 대한 통찰력, 문제 해결에 대한 지혜, 그리고 바로잡는 용기를 늘 느낄 수 있습니다. 전임자들의 실수를 반성하고 진실을 직시하세요. Chen Chongxi 교수는 항상 학술 토론을 존중해 왔으며 학술 토론과 교류를 적극적으로 수행해야만 학문 발전을 더 잘 촉진할 수 있다고 믿습니다. Chen Chongxi 씨는 항상 "진리를 추구하고 진실을 추구한다"는 학문적 사상을 견지하고 인내와 탁월함으로 과학적 질문에 대한 답을 추구해 왔습니다. 그는 종종 학생들에게 "문제 해결 방법을 배우는 것뿐만 아니라 문제를 발견하고 과학적으로 질문하는 능력을 개발하는 방법"을 가르칩니다.

Chen Chongxi 씨는 명랑하고 개방적인 성격을 갖고 있으며, 과학에 대한 사랑과 세심한 과학자 스타일, 어려운 문제를 해결하려는 그의 정신은 그의 학생과 일하는 파트너에게 깊은 영향을 미쳤습니다.

('진충희 교수의 학문적 사상과 업적에 대한 검토'(Jiao Jiujiu et al., 2003, 약간의 추가 있음)에서 발췌