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龙图腾网获悉同济大学申请的专利耦合数学模型和优化算法的地下水DNAPL模拟方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119670593B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-11发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411155316.8，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权耦合数学模型和优化算法的地下水DNAPL模拟方法是由尹海龙;巨梦蝶;徐祖信设计研发完成，并于2024-08-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本耦合数学模型和优化算法的地下水DNAPL模拟方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种耦合数学模型和优化算法的地下水中重非水相液体模拟方法，步骤包括：分别获取地下水动态变化数据、环境指标变化数据，DNAPL浓度数据；分析所在场地的水文地质条件及DNAPL污染迁移转化过程；基于多相流与溶质运移耦合模型进行模拟；构建数学模型与优化算法相耦合的模拟体系，根据分别获取的数据进行DNAPL在地下水中转运过程的模拟与评估，获取与实际监测情况相吻合的模拟结果。本发明基于Python语言进行编程，通过开源程序互相耦合，实现了DNAPL污染的不同相态全过程模拟，同时基于优化算法对模型参数进行修正，最终得出与实际监测数据相符的最优模拟结果，为后续更深入DNAPL模拟工作奠定了基础。

本发明授权耦合数学模型和优化算法的地下水DNAPL模拟方法在权利要求书中公布了：1.一种耦合数学模型和优化算法的地下水DNAPL模拟方法，其特征在于，包括以下步骤： 基于地下水在线监测系统获取地下水动态变化数据，基于水质多参数仪获取地下水相关环境指标变化数据，基于定期地下水样本采集分析获取对应点位DNAPL浓度数据； 分析所在场地的水文地质条件及DNAPL污染迁移转化过程； 初步估计模型参数范围，设置待修正的场景，并基于多相流与溶质运移耦合模型进行模拟； 采用优化算法，构建数学模型与优化算法相耦合的模拟体系，根据所述地下水动态变化数据、环境指标变化数据和DNAPL浓度数据进行DNAPL在地下水中迁移、转化、输运过程的模拟与评估，获取与实际监测情况相吻合的模拟结果； 根据所述地下水动态变化数据、环境指标变化数据和DNAPL浓度数据进行DNAPL在地下水中迁移、转化、输运过程的模拟与评估的过程包括： 基于所建立模拟系统的多相流模块模拟DNAPL相迁移过程； 构建DNAPL溶解传质模型，基于所述DNAPL溶解传质模型模拟DNAPL相至水相的溶解过程； 基于所建立模拟系统的地下水流场模块和卤代烃溶解相运移模块模拟DNAPL的运移过程和反向扩散过程； 所述地下水流场模块的模拟过程包括： 基于达西定律构建地下水流微分方程； 采用有限差分法对所述地下水流微分方程进行差分求解，采用模拟区域内的离散点集合代替渗流区，并使用差商代替微商，将微分方程及其定解条件转化为以未知函数在离散点上为未知量的差分方程，求解所述差分方程，得到所述地下水流微分方程的解在离散点上； 所述差分方程嵌于地下水流场模块中，模拟时根据水文地质信息对相关参数进行设置； 所述卤代烃溶解相运移模块的模拟过程包括： 基于地下水流场模型和Fick定律构建用于描述溶解性卤代烃在地下水系统中流动与弥散双过程的对流-弥散方程； 基于所述对流-弥散方程描述污染物的注入或抽出过程，同时考虑卤代烃对土壤的吸附过程和卤代烃的降解过程； 所述对流-弥散方程嵌于卤代烃溶解相运移模块中，模拟时根据污染物泄露情况、污染物性质信息对相关参数进行设置； 其中，根据DNAPL不同的赋存状态分别建立不同相态的平衡方程，同时基于卤代烃相态间的转化规律，实现多相态方程之间的相互耦合，建立多相流迁移方程如下： 针对水相： 针对卤代烃自由相： 其中，表示的是自由相的卤代烃溶解进入水相中的过程，则表示水相中的卤代烃被土壤颗粒吸附及吸附后解吸的过程； 地下水流场模型是地下水污染运移模拟的基础，在达西定律的基础上建立地下水流微分方程: 针对溶解于地下水中的卤代烃污染物，其随地下水流呈单相流动，过程中受对流和弥散作用共同控制；因此，耦合地下水流场模型和Fick定律，建立起描述溶解性卤代烃在地下水系统中流动与弥散双过程的对流-弥散方程： 二者相耦合的关键一方面在于转换NAPL分布源区的渗透率场和饱和度场，采用的相关公式如下： Keff＝Ki·Kr 其中：Ki——固有水力传导度；Srw——液相残余饱和度，0.2；λb——Brooks-Corey模型参数，以上参数可取定值，2.0； 所构建的模拟系统包括三部分，第一部分是DNAPLs自由相的模拟，通过导入UTCHEM程序输入文件并输入模型相关参数，计算求解得到DNAPLs自由相分布，结果以饱和度对其表征；在DNAPLs自由相赋存状态下，土壤对于地下水的渗透性发生变化，同时自由相分布也对DNAPLs溶解产生影响；故通过公式和模型对自由相存在条件下的溶质运移关键参数进行修正；由此耦合第二部分，DNAPLs溶解相的模拟，通过开源程序Flopy调用MODFLOW和溶质运移MT3D模型进行求解计算，得到水头分布H和DNAPLs溶解相分布Cn。

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