空隙介质水动力弥散尺度效应的分形特征及弥散度初步估计

通过时空隙介质中水动力弥散尺度效应近期研究成果的总结和分析，阐述了不同尺度下空隙介质的空间非均质的自相似性，提出了水动力弥散的尺度效应在统计意义上具有分形特征，按计算方法（解析模型与数值方法）与岩性特征（孔隙介质与非孔隙介质）及计算模型维数的不同，对世界范围内所收集到的百余个纵向弥散度数据求出了尺度效应的分维数并进行了分析与讨论，为地下水污染模型研究提供了一种参数的初步估计方法。     

多孔介质水动力弥散尺度效应研究：现状与展望

随着工农业生产的发展,工业“三废”大量排放、农药和化肥大面积施用、核能利用带来核废料日益增多、人口增长和都市化带来的垃圾、污水不断增加,这些污染物向地下入渗,使地下水水质遭受严重的污染或面临污染的威胁。另一方面,由于不合理开采和过量抽取地下水资源,改变了水力状态,加速了地下水污染的进程;不科学的灌溉方式引起土壤大面积的盐碱化。这些问题的日趋严重,已引起人们的高度重视。地下水污染和土壤盐碱化实质上是可溶性污染物     

地下水水动力弥散问题中弥散度的单孔确定方法研究

本文提出了利用单孔进行弥散实验,确定地下水含水层弥散度的新方法,给出了数学模型、求解过程及方法。提出了用计算机自动处理求得最佳参数的直线回归法与非线性迭代法相结合的方法。不但进行了理论上的详细推导,而且通过实例进行了验证,结果很好。本文提出的方法原理通俗易懂,计算过程简单,易于实行,成本低,具有重要实际意义。     

弥散尺度效应的试验研究进展及展望

水动力弥散尺度效应问题是地下水中污染物运移研究的重要内容,针对国内外的弥散尺度效应研究,分别从室内和野外两个方面对弥散尺度效应试验研究进行综述。统计了室内试验各影响因素产生弥散尺度效应所占的比例,并根据表格数据分析造成弥散尺度效应的原因。最后,提出弥散尺度效应的试验研究展望:(1)验证弥散尺度效应的存在性;(2)研究弥散尺度效应的产生机理;(3)弥散尺度效应的定量化研究。     

本溪郑家潜水含水层二维水动力弥散试验及其结果分析

以本溪郑家潜水含水层的弥散试验为例,对多孔介质饱水二维水动力弥散进行研究,得到弥散机理的两点新认识。     

判定地下水二维水动力弥散参数的直线图解法

弥散参数的求得，是正确认识地下水污染运移及对其控制的前提。本文根据极值理论和非线性方程线性化手段，导出了浓度和时间变化的线性关系，得出了确定弥散参数的直线图解法。它可以弥补其它方法的不足。借用实际弥散试验资料对其进行了检验，表明所建数学模型与实际模型之间吻合良好，即所求得的参数结果可信。     

本钢郑家屯潜水含水层弥散试验研究

在本钢郑家屯潜水含水层中进行了弥散试验，以Ｃｌ＾－为示踪剂，瞬时投放，根据流场条件，建立了二维水质运移模型。利用标准曲线法进行处理，得到了各监测井处的弥散度，对该试验结果进行分析，得到了在试验范围内，多孔介质中水动力弥散度的变化。     

基于仿生原理的粒子群算法求解江安校区水动力弥散系数

水动力弥散系数是研究地下水溶质运移的一个重要参数。为了解污染物在地下水中的运移规律,利用基于仿生学原理的粒子群算法,求解四川大学江安校区弥散试验场中的潜水含水层天然流场下的水动力弥散系数,并与最小二乘法和标准曲线对比法的计算结果相比较。研究结果表明,标准曲线法的计算结果受人为主观影响误差较大;最小二乘法计算结果与实测数据拟合较好,但计算过程相对复杂;粒子群算法的求解精度最高,计算更快,具有良好的收敛性,是一种可靠的求解方法。     

地下水水动力弥散方程中处理固相与液相间转化量的三种方法

本文归纳综述了确定水动力弥散方程中固相与液相间转化量的三种方法:(1)β系数法假定相间物质转化量与该物质在固体表层溶液中的浓度和溶液中的浓度之差成正比,计算方法简单,但机理不清,一般用于交换机理尚未清楚的单一组份的溶质运移问题中;(2)非平衡化学法用平衡化学判断各种物理化学过程是否平衡,用化学反应动力学描述固液转化速率,其理论较为严谨,但由于化学动力学知之甚少,有待于在理论上和实践中完善,(3)平衡化学法是在一定条件下(地下水运动非常缓慢或物理化学过程相对较迅速),地下水与围岩相互作用的主要物理化学过程相对于地下水运动而言,可认为是瞬间完成的,运用水动力弥散方程和平衡化学耦合模型确定固相与液相间的转化量。     

对弥散试验的几点新认识

弥散试验是揭示溶质在地下水中运移机理和获和弥散度等重要水质参数的可靠方法之一。本文在对弥散试验的研究现状、弥散理论的新发展进行了系统分析之后发现，目前弥散试验在条件选择方面存在着某些不足之处，进而对改进弥散试验提出了几点新认识。     

长春西部串湖含水介质弥散试验及污染质运移研究

水动力弥散系数是建立地下水水质模型,进行地下水溶质运移研究的重要参数。在野外调查的基础上,设计并开展了室内二维水动力弥散试验,应用直线图解法确定了研究区含水介质的纵向、横向弥散系数。建立了该区地下水溶质运移模型,并对其进行了预测分析。     

弥散系数在非均质多相岩层中的尺度效应

根据渗透系数在多相岩层中的协方差函数,文中首先推导了用以描述溶质在三维模型中运移特征的宏观弥散系数方程,然后导出了纵向弥散系数用来表达该参数的尺度效应。利用一个例子,讨论了宏观弥散随时间的变化趋势,以及同一岩相内转移项和越相转移项对弥散的相对贡献。灵敏度分析指出纵向弥散系数是与岩相平均长度正相关,也与不同岩相的渗透系数的差值正相关,其取值随渗透系数的总方差的增加而增大。     

含水层中弥散系数的尺度效应

为确定研究区含水层的弥散系数,进一步开展咸水体运移的数值模拟,根据研究区的地质背景和水文地质条件,针对含水层中咸水体分布格局设计并开展了示踪试验。利用试验获得的数据初步分析了咸水体垂向和横向运移特征,提出了依赖于单尺度示踪试验结果推求多尺度下弥散系数的内推-外延法,据此计算了试验尺度上的弥散系数。示踪试验结果直观地反映了咸水体对抽水井中氯离子质量浓度的影响,确定了试验尺度上的横向弥散度为7.42 m,垂向弥散度为41.4 m。基于弥散方程的解析解,采用半程拟合的方法进行尺度效应的分析,确立了横向及垂向弥散度与试验尺度关系分别为y=0.007 5·e^{0.129 3x}和y=0.102 9e^{0.049 2x}。根据上述定量关系可进行同类地区相似条件下的弥散系数计算和尺度效应分析,从而为进一步开展咸淡水交互地带水盐运移的模拟和预测提供参数基础。     

井内混合效应对弥散尺度依赖性影响的实验研究

弥散度是刻画孔隙介质中溶质运移和扩散的重要参数,对于污染物的预测和修复至关重要,但野外示踪试验往往会选择忽略真实存在的井内混合效应。通过室内砂槽实验方法,模拟具有水平分层结构的含水层,该含水层主要由3种介质充填而成。采用埋藏传感器和井中布设传感器2种监测方式,对比在有/无混合效应情况下,穿透曲线的形态差异,进而探究井内混合效应对弥散尺度依赖性的影响情况。实验结果表明,井内混合效应会使穿透曲线呈现阶梯式增长,并伴有显著的拖尾现象;当使用对流弥散方程进行计算时,混合效应会导致弥散度被高估;观测到的弥散度与真实弥散度的差异会随着注入井和观测井间距离的增加而增大;此外,2种观测方式（埋藏/井内）均能发现弥散的尺度依赖性,且井内混合效应显著增强了弥散尺度效应,该实验结果可为污染物运移的评价和预测提供参考。     

工业废渣库岩溶渗漏水动力弥散污染及其防治研究

通过对工业废渣库岩溶渗漏形式以及渗漏污染特征的探讨,根据岩溶地下水的水动力弥散条件,应用动态系统模型和水动力弥散叠加模型,模拟和预测了岩溶渗漏污染对地下水的影响,提出了污染治理措施。      

工业废渣库岩溶渗漏水动力弥散污染及其防治研究

通过对工业废渣库岩溶渗漏形式以及渗漏污染特征的探讨,根据岩溶地下水的水动力弥散条件,应用动态系统模型和水动力弥散叠加模型,模拟和预测了岩溶渗漏污染对地下水的影响,提出了污染治理措施。     

反求弥散度的一种数值解法

介绍了一种利用溶质在潜水中的运移反求水质污染弥散度的数值解法。采用最优化技术寻优求参和隐式有限差分方法求解数学模型,并给出应用该方法对山东省小清河湖滨弥散试验场潜水纵向弥散度和计算实例。