傾斜單裂隙水流及溶質運移機理及模擬研究.pdf

1、本文得到國家自然科學基金"基巖裂隙介質地下水運動與溶質運移試驗研究"(40202027)以及霍英東教育基金"基巖裂隙介質污染物non-Fickian運移機理試驗研究"(91079)資助,研究傾斜度影響平行單裂隙中水運動及溶質運移的機理問題,其結果具有重要的理論和實踐意義. 本文總結了單裂隙中水流與溶質運移研究現(xiàn)狀,根據(jù)室內模擬試驗,分析了在承壓條件下,傾斜單裂隙內平均流速v、水力坡度i與裂隙傾斜度θ三者之間的關系,并建立數(shù)學模

2、型,研究傾斜度對平行板單裂隙中水流與溶質運移的影響規(guī)律.通過上述試驗分析、統(tǒng)計研究以及模型改進,得出相關結論. 實驗結果表明: (1)各個不同傾斜度條件下進行的平行板單裂隙中的水流均為層流,裂隙水流的平均流速v與水力坡度i的關系符合Darcy定律.(2)隨著傾斜度θ的增大,裂隙中水流的平均流速v與水力坡度i的線性關系中斜率減小,且呈現(xiàn)一定的規(guī)律性,為此作者建立了v、i、θ三者之間的關系模型,相關性較好.(3)裂隙傾斜度θ對溶質

3、運移有影響,其影響表現(xiàn)為溶質縱向彌散系數(shù)D<,L>和橫向彌散系數(shù)D<,T>均隨著傾斜度θ的增大而增大. (4)不同傾斜度條件下溶質運移縱向彌散系數(shù)D<,L>與溶質運移距離L之間的關系與一維流場、一維彌散溶質運移模型偏差較大,作者根據(jù)實際水力條件,建立更加符合受傾斜度影響的一維流場、二維彌散條件下的裂隙中水流及溶質運移的彌散規(guī)律模型,相關性較好.(5)污染羽分布圖表明:不同傾斜度條件下溶質運移的橫向彌散系數(shù)D<,T>隨著傾斜度θ的增大而增