裂隙介質溶質運移機理試驗研究.pdf

1、現(xiàn)階段，人們對裂隙介質含水層中溶質和熱量的運移都取得了一定的研究成果，這對含水層中污染物的運移起到了有效的預測和控制作用。由于裂隙介質含水層自身的復雜多樣性，因此選用合適的數(shù)學模型來描述其中的溶質運移過程和估計模型的各個參數(shù)尤為重要。本文從試驗和模型等方面研究了裂隙介質中溶質運移的時空分布規(guī)律，通過對溶質運移模型的模擬進行了參數(shù)求解，并分析溶質運移模型參數(shù)的影響因素，借助數(shù)值模擬方法分析了熱量運移對濃度場分布的影響。論文的主要研究內容有

2、： (1)對4種砂樣的水分特征曲線試驗，采用水分特征曲線模型BC模型和VG模型進行擬合，驗證了砂粒的粒徑和比重與水分特征曲線模型的參數(shù)具有密切的相關性，分析了砂粒的粒徑、比重與水分特征曲線模型參數(shù)的關系。同時通過4種砂樣在不同直徑的試驗裝置中的溶質運移試驗驗證了：當參數(shù)m取值為-1-2時，幾何模型同樣適用于描述砂質中溶質的對流彌散過程。 (2)根據(jù)4種砂樣在不同直徑試驗裝置中的溶質運移試驗的結果，分析了實驗裝置的內徑和孔

3、隙度對水動力彌散參數(shù)的影響。 (3)通過單裂隙中的水流試驗，建立了各觀測點處單寬流量q/力坡度J與隙寬b的關系，確定試驗試件的水流運動規(guī)律。通過單裂隙中的溶質運移試驗，確定了試驗試件中的分子擴散系數(shù)和彌散度，分析了裂隙中溶質運移的彌散度與等效隙寬和擴散距離的關系。 (4)利用Kriging方法和自回歸過程方法隨機模擬了單裂隙寬度。建立了溶質運移參數(shù)與裂隙寬度統(tǒng)計特征的關系，并通過數(shù)值模擬的方法分析了溶質運移參數(shù)與裂隙寬度

4、統(tǒng)計特征的關系。 (5)對于圓管中多孔介質的熱量運移，熱傳導的等效熱擴散系數(shù)是受孔隙度和溫度雙重因素影響的。對于一維和二維熱傳導問題，由于等效擴散系數(shù)是溫度變量，以前的解析解不再適用，因此，借助于基爾霍夫變化得到了一維定溫度源問題的解析解、二維瞬時源問題的解析解。通過室內熱傳導試驗驗證了一維定解問題解析解的準確性。 (6)在淺層(低壓和低溫條件下)地下水含水層中，忽略密度和粘滯系數(shù)隨溫度變化，對研究熱量運移和水流運動的影