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副教授

匡星星

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匡星星毕业于中国地质大学(北京),香港大学博士(水文地质)。在香港大学工作4年。现任南方科技大学环境科学与工程学院副教授。主要研究方向为饱和-非饱和流、水气二相流、溶质运移数值模拟、以及地下水对气候变化的响应。在水资源领域顶级或重要学术期刊上发表论文20多篇。长期担任水资源领域多个学术期刊的审稿人,包括Water Resources Research, Earth and Planetary Science Letters,Geophysical Research Letters,Groundwater,Vadose Zone Journal等。现任国际水资源领域重要期刊Hydrogeology Journal副主编。2014年获得AXA研究基金博士后奖学金。

 

目前任职

南方科技大学环境科学与工程学院,副教授

 

教育背景

2008-2012:博士(水文地质),香港大学
2007-2008:硕士(水文学及水资源),中国地质大学(北京)
2003-2007:学士(水文与水资源工程),中国地质大学(北京)

 

工作经历

2017.04-至今:南方科技大学环境科学与工程学院,副教授
2016-2017.04:南方科技大学环境科学与工程学院,助理教授
2014-2016:香港大学地球科学系,AXA博士后
2013-2014:香港大学地球科学系,博士后
2012-2013:香港大学地球科学系,研究助理

 

获奖情况及荣誉

2014:AXA研究基金博士后奖学金
2007:北京市优秀毕业生
2007:中国地质大学(北京)优秀毕业生
2005:中国石化奖学金
2004:国家二等奖学金

 

学术兼职

2014-至今:国际学术刊物《Hydrogeology Journal》副主编
 

 

研究领域

1) 饱和-非饱和流与水气二相流参数模型研究
2) 饱和-非饱和流与水气二相流试验与数值模拟
3) 多孔介质溶质运移数值模拟
4) 地下水对气候变化的响应

 

简要介绍

 

1) 饱和-非饱和流与水气二相流参数模型研究

 

非饱和渗透系数是含水层中饱和-非饱和流与水气二相流的关键参数。已有的非饱和渗透系数模型,对于饱和-非饱和流低估了实测值;对于水气二相流则高估了实测值。不准确的非饱和渗透系数可能是制约数值模拟精度的瓶颈。匡星星团队改进了van Genuchten模型,新模型改进了非饱和渗透系数对实测数据的吻合程度。成果发表在国际土壤学重要期刊《European Journal of Soil Science》。匡星星团队推导出了一个新的非饱和空气渗透系数模型,提高了计算值与实测值之间的吻合程度。成果发表在国际水文水资源顶级期刊《Water Resources Research》。

 

渗透系数是控制地壳中流体流动的最重要的参数。地壳的渗透系数随深度衰减。已有的描述这种衰减关系的模型要么在地表数值趋于无穷大,要么随深度衰减得太快。匡星星团队提出了一个新的模型,该模型克服了现有模型的缺点,可用于描述整个地壳的渗透系数随深度的变化。成果发表在国际地球科学综合重要期刊《Geophysical Research Letters》。

 

2) 饱和-非饱和流与水气二相流试验与数值模拟

 

试验研究和数值模拟是研究地下水资源、地下水水质的不可或缺的重要手段。上覆低渗透性地层的二元结构潜水含水层在自然界普遍存在。研究这种二元结构潜水含水层抽水试验引起的水、气流动机理以及空气流对抽水试验的影响变得非常重要。匡星星团队通过室内试验研究与数值模拟,从机理上阐明了这种二元结构潜水含水层抽水试验引起的水气二相流机理,包括双层砂柱排水试验与模拟、双层砂箱抽水试验与模拟、以及双层潜水含水层抽水试验数值模拟。相关成果发表在国际水资源著名期刊上,包括《Water Resources Research》、《Hydrological Processes》、以及《Hydrogeology Journal》。

 

3) 多孔介质溶质运移数值模拟

 

三角洲地区的含水层系统往往呈现出多层的特征,含水层与弱透水层交替出现。由于三角洲地区在经济社会中的重要性,三角洲地层中的溶质运移过程是一个受到广泛关注的问题。基于对二元结构潜水含水层的研究,建立了一个考虑连续沉积过程的溶质运移模型,并将该模型运用于模拟珠江三角洲含水层-弱透水层系统中氯离子和氢氧同位素的运移机理。相关成果发表在国际水资源重要期刊《Hydrological Processes》和《Hydrogeology Journal》。

 

4) 地下水对气候变化的响应

 

由于全球气候变暖,高海拔地区的冰川正在后退,冻土正在退化。作为水循环中至关重要的一环,地下水也正在受到气候变暖的影响。由于高海拔地区往往是大江大河的源头地区,因此,研究高海拔地区气候变暖对地下水流系统的影响,具有重要的意义。匡星星团队正在研究全球气候变暖引起的青藏高原冰雪融化对地下水流系统的影响。由于全球气候变暖,青藏高原上的冰雪和冰川正在融化。这种冰雪的融化可能对地下水流系统产生重大的影响。相关成果发表在该领域重要期刊《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》。

讲授的本科生课程
 
(1) 水力学
 
(2) 水力学基础实验
 
(3) 地球科学实习
 

1. Luo, X., X. Kuang, J. J. Jiao, S. Liang, X. Zhang, and H. Li (2016), Evaluation of lacustrine groundwater discharge, hydrological partition, and nutrient budgets in a proglacial lake in Qinghai-Tibet Plateau: Using 222Rn and stable isotopes, Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, submitted.
2. Kuang, X., J. J. Jiao, and Y. Wang (2016), Chloride as tracer of solute transport in the aquifer-aquitard system in the Pearl River Delta, China, Hydrogeology Journal, 24(5), 1121–1132.
3. Kuang, X., and J. J. Jiao (2016), Review on climate change on the Tibetan Plateau during the last half century, Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 121(8), 3979–4007.
4. Jiao, J. J., X. Zhang, Y. Liu, and X. Kuang (2015), Increased water storage in the Qaidam Basin, the North Tibet Plateau from GRACE gravity data, PLoS ONE, 10(10), e0141442, doi:10.1371/journal.pone.0141442.
5. Liu, Y., X. Kuang, J. J. Jiao, and J. Li (2015), Numerical study of variable-density flow and transport in unsaturated-saturated porous media, Journal of Contaminant Hydrology, 182, 117–130.
6. Kuang, X., J. J. Jiao, and K. Liu (2015), Numerical studies of vertical Cl, δ2H, and δ18O profiles in the aquifer-aquitard system in the Pearl River Delta, China, Hydrological Processes, 29(19), 4199–4209.
7. Jiao, J. J., L. Shi, X. Kuang, C. M. Lee, Wyss W.-S. Yim, and S. Yang (2015), Reconstructed chloride concentration profiles below the seabed in Hong Kong (China) and their implications for offshore groundwater resources, Hydrogeology Journal, 23(2), 277–286.
8. Kuang, X., and J. J. Jiao (2014), An integrated permeability-depth model for Earth’s crust, Geophysical Research Letters, 41(21), 7539–7545.
9. Kuang X., J. J. Jiao, K. Zhang, and D. Mao (2014), Air and water flows induced by pumping tests in unconfined aquifers with low-permeability zones, Hydrological Processes, 28(21), 5450–5464.
10. Kuang, X., and J. J. Jiao (2014), A new equation for the soil water retention curve, European Journal of Soil Science, 65(4), 584–593.
11. Kuang, X., J. J. Jiao, and H. Li (2013), Review on airflow in unsaturated zones induced by natural forcings, Water Resources Research, 49(10), 6137–6165.
12. Huang, H., J. Qian, X. Kuang, B. Chen, and L. Ma (2013), The influence of low-permeability cap on capillary pressure during pumping in unconfined aquifer, Journal of Hydrodynamics, 25(6), 867–870.
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15. Wang, X.-S., J. J. Jiao, Y. Wang, J. A. Cherry, X. Kuang, K. Liu, C. Lee, and Z. Gong (2013), Accumulation and transport of ammonium in aquitards in the Pearl River Delta (China) in the last 10,000 years: conceptual and numerical models, Hydrogeology Journal, 21(5), 961–976.
16. Huang, H., J. Qian, X. Kuang, Z. Chen, and R. Li (2012), Experimental study of airflow induced by pumping tests in unconfined aquifer with low-permeability cap, Journal of Hydrodynamics, 24(4), 605–608.
17. Yang, L., X. Wang, J. J. Jiao, Y. Wang, and X. Kuang (2011), Identification of hydraulic parameters with slug test in clay soils (in Chinese), Geotechnical Investigation & Surveying, 39(6), 32–35.
18. Kuang, X., and J. J. Jiao (2011), A new model for predicting relative nonwetting phase permeability from soil water retention curves, Water Resources Research, 47, W08520, doi:10.1029/2011WR010728.
19. Kuang, X., J. J. Jiao, L. Wan, X. Wang, and D. Mao (2011), Air and water flows in a vertical sand column, Water Resources Research, 47, W04506, doi:10.1029/2009WR009030.
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21. Chen, C., X. Kuang, and J. J. Jiao (2010), Reply to comments on “Methods to derive the differential equation of the free surface boundary”, Ground Water, 48(4), 490–493.
22. Chen, C., X. Kuang, and J. J. Jiao (2010), Methods to derive the differential equation of the free surface boundary, Ground Water, 48(3), 329–332.