基岩裂隙水三维渗流网络溶质运移试验研究

地下水根据赋存条件可分为孔隙水、裂隙水和岩溶水,其中裂隙水在我国北方分布广泛。设计了室内裂隙溶质物理试验,用有机立方体组成各种相互切割裂隙结构,按照裂隙几何参数的不同进行调整,在饱和状况下,注入溴化钠溶液观测其运移。研究表明,裂隙网络结构与几何参数对溶质在其中的运移具有控制作用,但不同几何参数对其影响方式与程度不同。裂隙空隙率增加,裂隙面数量、裂隙密度越大,则溶质前锋到达时间越晚,溶质浓度高峰到来需时越长,溶质穿透历时越久。     

裂隙中双分子反应性溶质运移实验与模拟

地下水环境中化学作用对溶质运移具有重要影响,然而对于双分子反应性溶质运移研究,以往大多是在多孔介质中展开的,且使用传统的对流弥散方程不能很好地解决对生成物"过度预报"及"拖尾"问题。为了揭示双分子反应性溶质在裂隙介质中的运移机理,该文以苯胺(AN)和1,2-萘醌-4-磺酸钠(NQS)为例,开展了单个裂隙中双分子反应性溶质运移实验与模拟研究,重点研究了裂隙开启度和水流速度的影响,建立了考虑随时间衰减的反应性溶质运移数学模型(ADRE)并进行数值求解。与现有的对流弥散方程(ADE)模型及随机的截断幂函数模型(TPL)进行了比较,结果显示,裂隙中"过度预报"并不明显,TPL模型捕捉"拖尾"现象的能力高于ADE模型,改进的ADRE模型捕捉"拖尾"现象能力强且能较为准确地模拟反应物和生成物的浓度变化,其机理有待进一步研究。     

裂隙介质水流与溶质运移数值模拟研究综述

在介绍裂隙介质中的水流运动及裂隙介质溶质运移规律的基础上,总结了多种用于概化裂隙岩体的模型及数值方法,介绍了各模型相应的模拟软件如TOUGH2与FRSCMAN的发展及应用,指出裂隙介质中地下水运动及溶质运移数值模拟研究仍处于探索阶段,方法与技术均不成熟,机理研究、数值模拟方法等方面有待进一步发展。     

沙坡头库区三维水沙运移数值模拟研究

以沙坡头库区为研究对象,利用三维水沙运动数学模型,采用非结构网格有限体积法对库区三维水沙运移进行数值模拟。对库区三个典型层面的流场以及断面流速分布、主流、二次流及河床高程的模拟值与实测值进行了对比、分析,结果表明两者较为一致。数值模拟结果也显示,从底部到表层流速逐渐增大,水深处流速一般较大;弯道的拐点、突扩及进出口等流速变化大的地方主流与深泓线出现分离现象;主流流速沿垂线的分布均符合对数律;随着离河床床面距离变远,主流流速在垂向的变化逐渐减小。     

畦灌中地表水流溶质运移模拟研究

文章比较了全水动力学模型与零惯量模型在模拟水流运动特性上的优劣性,以及畦灌液施地表水流溶质运移模型与撒施地表水流溶质运移模型在模拟地表水流溶质运移中的优劣性。为地表水流及地表水流溶质运移的耦合模拟研究奠定了理论基础。     

光滑裂隙水流模型实验及其机理初探

本文通过裂隙水室内模型实验研究，将理论值与实验作了对比分析，阐述了立方定律的适用范围。同时，对微裂隙水流运动亦进行了初步研究，在实验的基础上，通过机理实验研究的总结，得出了微裂隙水运动不完全属于牛顿流体运动的初步结论，在紊流实验的基础上提出了一个半经验公式。经比较，与实测结果较为一致。     

梯形输水明渠溢油运移特性数值模拟与试验研究

面向长距离输水工程快速应对油类突发水污染事件的需求,以梯形输水明渠为例,采取二维水动力和溢油数值模拟以及物理模型试验相结合的手段,开展溢油运移特性数值模拟与试验研究。研究成果表明:由于梯形输水明渠过流宽度上的流速分布变化较大,油污染发生后,油膜纵向长度取决于渠道中间流速,其变化率可表达为渠道中间流速的0.5倍;溢油位置、风场及渠道边坡系数对油膜纵向长度影响很小。研究结果可快速预测明渠溢油污染范围,为污染物的应急处置与调控提供技术支持。     

排水条件下饱和土壤中镉运移实验及其数值模拟

对流弥散方程(CDE)是模拟重金属在土壤中动态的常用方法之一。本文运用动态饱和土柱实验比较了重金属镉(Cd)在不同质地的碱性土壤中吸附和运移特征，并运用Batch实验获得的吸附参数作为初始值，应用所建数学模型模拟了排水条件下Cd在饱和土壤中的吸附和运移过程。结果表明，不同质地的土壤对Cd运移的阻滞作用有所差别；水动力弥散作用对Cd在土壤中的运移过程有明显的影响。对流弥散方程能较好地模拟排水条件下Cd在饱和土壤中的运移过程。     

充填裂隙水流特性研究

单一裂隙以充填裂隙居多。根据Ｎ─Ｓ方程导出了充填裂隙水流的计算式，并适用于非充填裂隙。通过大量试验，给出了表明充填裂隙水流特性的充填介质系数Ｃｍ。并与非充填裂隙水流特性进行了比较。     

探查基岩裂隙水的研究

探查基岩裂隙水的研究东北勘测设计院勘测公司高超英，陆尔康１前言随着我国水利水电工程的修建，移民大量地搬迁，加上工、农业的迅速发展，城乡的扩建，洪水问题已成为急不可待解决的重要问题。特别是在一些山区和缺水的城镇，寻找基岩裂隙水以作为水源不足的补给是一项...     

常密度与变密度流体双组分溶质运移实验研究

为准确预测地下水系统中污染物的运移路径及浓度分布,需深入理解不同密度条件下多组分溶质的稀释及运移机理。本文通过室内实验,分别在常密度流体与变密度流体中,系统观测了荧光素钠与氯化钠两种化合物在不同混合比时的运移现象,量化了出口处的浓度分布、稀释指数及两种溶质的浓度标准差。研究发现：在常密度流体中,两种化合物的运移相互独立,其浓度分布取决于化合物各自的水动力扩散与弥散;而在变密度流体中,两种溶质的运移相互影响,其运移轨迹与浓度分布均相同,取决于占比较大化合物的运移结果;变密度对流导致溶质羽和周围流体的接触面积增大,相较于常密度条件,溶质的稀释程度得到大幅提升。     

潜水蒸发条件下土壤盐分运移模拟研究

以新疆盐碱地土壤参数为基础,利用HYDRUS-1D建立土壤盐分运移模型,通过设定不同大气蒸发能力(5mm,10mm)与潜水矿化度(5g/L,15g/L,25g/L)的试验组合,研究潜水蒸发条件下潜水矿化度与大气蒸发能力对土壤盐分空间分布和运移的影响,以期为土壤盐碱化预防及治理提供理论参考.结果表明,20cm以上表层土壤含盐量增速较快,20cm以下土壤含盐量增速较慢;0～20cm土层土壤累积含盐量是20～50cm土层的1.27～2.75倍,且均与累积蒸发量呈中度及以上正相关。0～20cm土层内,土壤累积含盐量受潜水矿化度与大气蒸发能力影响较大;20～50cm土层内,土壤累积含盐量受潜水矿化度影响较大.在作物幼苗期根系较浅时,应尽可能控制大气蒸发能力和高潜水矿化度对其的影响,在作物生长期及其后期,应尽可能降低高矿化度的潜水位,减少其对作物根系的盐渍影响.     

工业废物处理场地下水污染物运移模拟与预测

以枝江市姚家港工业园区拟建的工业废物处理场为例,建立相应的污染物迁移模型,在非正常工况下,选取典型污染物指标Ni,对场区的污水处理厂和填埋区进行污染物迁移预测。模拟结果表明:在非正常状况运营期内,超标污染晕都呈现逐步扩大的趋势,浓度逐渐增高,污染晕向东南部扩散,运移出场界,未到达长江。因此,拟建厂区对区域地下水影响在可接受范围内。     

单裂隙水流作用下岩体稳定温度场理论模型与有限元数值模拟

建立了单裂隙岩体的几何模型,在不考虑热对流、热辐射的前提下用岩体导热微分方程描述了裂隙岩体稳定温度场分布及定解条件,并进行了理论方面的分析;给出了岩体导热偏微分方程的有限元描述,应用FEPG软件对裂隙岩体二维稳定温度场分布进行了数值模拟。模拟结果表明:由于和裂隙水流发生了热量交换作用,裂隙岩体温度场也随之发生变化;裂隙岩体和裂隙水流温度相差越大,温度等值线越密集,岩体温度场变化越大,热量传递越快。     

基于GMS处置有机污染质运移数值模拟研究

使用地下水数值模拟系统GMS的MODFLOW模块和MT3D模块对山东某地危险废物处置中心进行地下水流场和有机污染质运移数值模拟。建立了水文地质概念模型,含水层概化为潜水含水层和承压水含水层两层,考虑了非正常工况和事故工况两种情景模式,将危险废物填埋库区渗滤液收集和导排系统概化为点源。分析预测,两种工况下污染羽有较大差距,虽然COD浓度超过III类地下水的标准限值,但污染范围十分有限,对周边地下水环境的影响较小。     

农业排水沟渠系统中总磷的运移模拟研究

针对农业排水沟渠系统中磷的迁移转化机理不清楚,运移模拟少的问题,本文以沟渠中水体为研究对象,通过分析排水沟渠的生态结构,得出总磷在排水沟渠系统内迁移转化过程.将水流连续方程、污染物迁移转化方程组成模型,运用模型和获得的参数进行了排水沟渠的试验,对总磷的指标进行模拟,最后模拟出的结果与样品实测值吻合比较好,模拟系数更是达...     

充填裂隙水力特性研究述评

从理论研究、试验模拟和数值模拟3个方面总结和讨论了充填裂隙的水力特性.研究表明:充填裂隙水力特性与充填介质物理性质密切相关;变异性充填介质对裂隙水力特性的影响尚未引起足够的重视;可以采用数值模拟方法对充填裂隙水力特性开展进一步的研究和探讨.     

作物覆盖条件下田间水热运移的模拟研究

本文提出了一个描述作物覆盖条件下田间水热运移的数学模型,以能量平衡方程为基础,建立了求解热流分布定解问题中上边界条件所需的地表温度模拟方法。该模型经在西北农业大学灌溉试验站实际应用,模拟结果可靠。在此基础上分析了田间能量平衡方程中各分量间的比例关系。     

土壤氨挥发研究及氮素转化运移数值模拟

根据氨挥发机理建立了氨挥发子模型,与氮素运移转化模型Nitrogen-2D进行耦合,改进并完善了Nitrogen-2D模型的氮素转化过程。运用改进的模型模拟再生水灌溉冬小麦生长季中土壤水分、铵态氮和硝态氮的运移和转化过程。模拟结果与未经改进的模型模拟结果及实测值进行了对比。结果表明改进的模型模拟值与实测值的均方根差比未经改进模型的大幅度减小,铵态氮模拟精度有较大程度地提高。将改进的模型模拟铵态氮挥发速率和氨挥发累积量,得出模拟时段氨挥发过程。经比较分析,模拟结果正确、合理,可用于农田氮素损失预测和污染分析。     

入渗水头对盐碱土水分运移影响数值模拟研究

通过室内盐碱土垂直入渗水盐模拟试验,对不同水头作用下湿润锋、累积入渗量和时间变化特征实验数据进行分析模拟。研究结果表明,不同水头条件下湿润锋和累积入渗量与入渗历时有显著的乘幂关系,提出了考虑入渗水头和土壤容重条件下湿润锋的推进距离和入渗时间的关系式;累积入渗量与时间的幂函数关系中系数A与土壤容重和入渗水头的影响较小,而指数B随着入渗水头的增加而呈线性增加的趋势,随土壤容重的增加呈降低趋势。