塿土水动力弥散系数的测定试验研究

通过水平土柱渗吸法测定杨陵土的水动力弥散系数表明，对于低浓度盐溶液水平土柱入渗土，实测的土壤水分扩散率和水动力弥散系数，规律性较好．且有较好的重现性。理论分析是正确的，说明用此法测定土的水动力弥散系数是可行的。     

饱和-非饱和土壤中吸附性溶质水动力弥散实验研究

本文通过室内土柱对轻壤土和重壤土饱和、非饱和水动力弥散实验，得到了吸附性溶质水动力弥散参数的计算方法。根据一维饱和弥散实验结果，由相应的解析解，用简化计算方法求得饱和水动力弥散系数Dsh和阻滞因子R；对于一维非饱和弥散实验，在分析溶质的水动力弥散理论的基础上，推导出求解非饱和土壤水动力弥散系数Dsh(θ)的计算公式。     

土壤水动力弥散系数的室内测定

用粉砂壤土进行了室内非饱和水动力弥散试验,依据质量守恒原理,推导了水动力弥散系数的计算公式,根据垂直土柱法测定的土壤水盐动态数据,计算了非饱和粉砂壤土的水动力弥散系数,并建立了该土壤水动力弥散系数与孔隙流速之间的关系。该方法物理概念清楚,计算公式简单实用。     

土壤溶质运移两种新的求参方法的应用

本文通过对3种不同质地土壤(砂质壤土、壤质粘土和粉砂壤土)的室内水盐入渗实验资料的分析，依据山口(Yamaguchi)等提出的斜率法和等斜率法，由土壤溶质运移的穿透曲线数据，同时估算了平均孔隙流速和水动力弥散系数，并与实测值、简化解析解法及矩法求算的结果进行了比较。此外，作者还探讨了抛物插值和Brenner数大小对求参精度的影响。     

污染场地渗透系数非均质性表征研究

介绍了分区赋值、克里格和序贯高斯随机模拟3种表征渗透系数非均质性方法的原理,对比了不同方法对结果的影响。以某污染场地为例,综合考虑地层、数据采集方法和非均质性表征方法设计了5种方案,研究不同方案对地下水溶质运移模型的影响,探讨了不同表征方法的优缺点及差异性。研究结果表明:序贯高斯模拟法所得的空间分布结果,能反映出存在于局部区域边缘的渗透系数的突变,克服了另外两种方法的局限性。分层序贯高斯随机模拟法能够体现出较为连续的渗透带的分布范围及场地内部渗透性发生变化的位置,较其他几个方案的结果准确性较高。应用分层赋值法能够最大程度地表征污染羽的范围;应用分层随机模拟法能够较为全面地描述出污染羽分布的浓度变化差异。在进行污染场地溶质迁移模拟时,应综合考虑地层岩性、数据采集方法和非均质性的表征方法来描述渗透系数的空间分布。     

溶质运移弥散系数反演数值方法初步研究

以一维溶质运移水动力弥散系数反演为例,采用有限差分法与单纯形探索法相结合,实现了弥散系数的反演计算,并将计算结果与用有限差分法正演计算的标准解进行了拟合,取得了良好的效果,充分说明了该方法的可靠性及优越性.     

银川地区饱和细砂含水介质弥散实验研究

以水动力弥散理论为基础,在中国石油宁夏石化分公司炼油厂和废渣场各采取5组潜水含水层细砂岩心样,采用NaCl做示踪剂,进行室内一维沙柱弥散实验,以半无限含水层中污染物迁移模型的解析解计算了弥散度,并探讨了室内一维沙柱实验测定含水层弥散参数的误差来源,为地下水水质模型的建立提供基础。研究表明:炼油厂潜水含水层弥散度与废渣场潜水含水层弥散度基本接近。模型误差是对室内一维沙柱实验确定弥散参数产生影响最大的一类误差。目前,需加强银川平原大尺度含水层弥散特征的研究。     

不同数学模型模拟非均质土壤溶质大尺度运移的对比分析

利用长度为1250cm的非均质土柱中NaCl运移的试验资料,分别应用对流-弥散方程(CDE)、两区模型(TRM)、对流对数正态传递函数模型(CLT)、分数微分对流-弥散方程(FADE)和连续时间随机游走理论(CTRW)等数学模型对长土柱中溶质的运移过程进行模拟,对比各个模型的模拟结果,并从模型机理上分析模拟结果差异的原因,探讨各种模型描述非均质土壤中溶质大尺度运移的适用性。结果表明:CDE、CLT和FADE难以描述非均质土柱中的不规则穿透曲线,但FADE对穿透曲线尾部的模拟精度比CDE和CLT有所提高;与CDE、CLT和FADE相比,两者的模拟结果与实测值吻合更好,在穿透曲线尾部CTRW的模拟值略大于TRM的模拟结果;两者不仅较好地描述了穿透曲线的提前穿透和拖尾等不规则特征,而且捕捉到了非均质土柱中溶质不规则运移程度随着尺度增加而减弱的变化趋势。尽管TRM和CTRW均能很好地模拟长土柱试验所研究的饱和非均质土壤中保守性溶质的一维运移问题,但对于复杂的溶质运移问题的模拟,TRM和CTRW各有其优缺点。     

求解水动力弥散方程的多单元均衡法

本文给出一种多孔介质溶质输运方程的多单元均衡解法。该方法基于多孔介质溶质输运理论和物质守衡原理,在三角形单元的局部座标系中对溶质传输的物质流强度方程进行差分,直接形成未知函数离散后的系数矩阵。方法简易,形式简单,物理意义直观,实用方便。     

分析二维水动力弥散试验数据的线性回归法

文中将描述瞬时投放示踪剂，一维流动二维地下水弥散过程的解析解进行了适当数学变换，得到一个二元线性回归方程，该中自变量和因变量中仅包含着试验数据，回归系数中包含着待求参数，通过对两个观测孔中的观测数据进行分析，可以得出五个包含待求参数的方程，由这此中，推导出计算αＬ，αＴ，ｕ，ｎｃ和λ五个参数值的公式，线性回归法在主要优点为在示踪剂不论是否为惰性的情况下的均可以应用。     

分散性土均质土坝渗透破坏性状及溃坝原因

分散性土的均质土坝，坝顶及坝面若不采取有效的加固措施，坝坡一定会遭雨水的严重破坏．土的分散性鉴定结果，如果几种方法结论不相一致，应以针孔试验为标准．大坝溃决的主要原因：(1)坝料是分散性土；(2)坝顶存在横向裂缝，渗流很快从下游坝坡逸出；(3)下游坝坡未作反滤保护；(4)库水全由降雨形成，水质纯净．     

溶质运移弥散系数反演数值方法研究

基于有限差分数值方法和单纯形探索理论,对溶质运移弥散系数反演数值方法进行了研究,提出了一维和二维溶质运移弥散系数反演方法.选用经典的二维溶质运移弥散反演实例进行弥散系数反演,当满足收敛条件时,计算浓度值与观测浓度值拟合较好,表明有限差分法与单纯形探索法相结合反求溶质运移弥散系数的方法是行之有效的.     

在井流影响下的对流－弥散问题研究

本文针对在对流一弥散问题的数值计算中，井点附近容易出现不合理的现象，从理论上推导出井流项（源汇项）在对流一弥散方程中的具体表达式，探讨了问题出现的原因，并提出了求解对流一弥散问题的４种计算方案．最后通过一个算例，验证了本文处理源汇项的可行性，并对４个计算方案进行了比较．计算结果表明，在实际应用中，可以忽略弹性储（释）水对溶质运移的影响，也可把注水井作为浓度第一类边界处理，经这样处理后所引入的误差不超过０．５％．     

土壤溶质运移的微观机理模型研究

由于不合理灌溉形成的次生盐碱化，养分流失，以及化学肥料和杀虫剂随土壤水分入渗进入河流和地下水造成水体污染等各种环境问题。迫切地需要量化的溶质运动模型为指导进行研究。本文在分析现有数学模型的物理基础上，探讨了此类模型目前需要解决的问题及可能途径。     

溶质运移中多孔介质弥散度影响因素的SPH模拟研究

借助光滑粒子流体动力学(SPH)方法,本文从流体质点运动和溶质扩散的物理本质出发,设计并进行孔隙尺度下多孔介质中溶质运移的仿真实验,进而分析多孔介质弥散度影响因素,并讨论弥散度与多孔介质结构参数的关系。通过离散化N-S方程和Fick扩散方程,建立描述孔隙水流动的SPH水动力模型和描述溶质分子扩散的扩散模型,求解出在低Pe数下对流扩散方程的一维定解问题,检验了模型的准确性。在高Pe数流场中,进行了恒定流速的黏性流体穿透多孔介质薄层的仿真实验,计算结果可准确模拟出过水断面上各流体质点的流速差异、流体质点在多孔介质中的弥散过程以及流体质点的迂曲绕流过程;通过建立三段理想化的孔隙通道模型,发现在迂曲路径相同时,速度差对机械弥散度仍有显著影响。最后,为探究弥散度与多孔介质结构参数的关系,生成了多组随机粒径的二维多孔介质进行溶质穿透仿真实验。计算结果表明,弥散度与流速变异系数、迂曲度、迂曲路径差以及不均匀系数大致呈正相关,与孔隙率呈负相关。     

膨胀土的土水特性试验研究

膨胀土具有吸水膨胀和脱水收缩的特性,利用非饱和土固结仪对南阳地区膨胀土试样进行了土—水特征试验,并根据试验得到的土—水特征曲线得到:试样的含水率随着基质吸力的增大显著减小;随着轴压的增大,孔隙比减小。当吸力相同时,含水率随孔隙比的减小而增大。     

浅析粘性均质土坝土料质量控制措施

以南沟门水库枢纽大坝工程为例,通过分析料场初步勘察结果发现,大坝填筑土料存在含水率低、土质不均匀的问题,经过技术分析研究,提出科学配水、混合开采、堆存制备(堆土牛)等综合控制措施。结果表明:满足上坝填筑的压实度不小于0.98的设计要求,符合质量控制要求,竣工验收大坝主体工程质量优良,说明土料质量控制措施可行有效。     

考虑弥散系数尺度效应的溶质运移模型研究

基于多空介质溶质运移的基本方程,利用erfc(x)的近似公式反求地下水溶质运移的纵向弥散参数,分析了其与尺度之间的相关关系,并运用分维理论确定了尺度效应的分维数,导出了弥散参数的表达式.结果表明:①弥散系数与尺度之间呈幂相关关系;②考虑弥散系数尺度效应的方法可较好地模拟均质的溶质迁移.