边界层对粗糙单裂隙溶质运移影响试验

为探究非费克(non-Fickian)运移表现出的峰值提前到达和拖尾等现象,开展了粗糙单裂隙溶质运移试验,总结了粗糙单裂隙中溶质运移特征及运移机理,结合边界层理论对峰值提前到达和拖尾现象进行了分析和解释。结果表明：峰值时间和拖尾时间与边界层厚度之间存在较好的线性相关关系;边界层对裂隙介质溶质运移有较为显著影响,即水流速度越小,边界层厚度越大,滞留在边界层内部的溶质越多,溶质获取率越低;粗糙单裂隙中溶质穿透曲线的峰值提前和拖尾现象是由裂隙中心处以惯性力主导的主流区和裂隙壁面以黏性力主导的边界层区共同作用造成的,其中峰值时间主要由主流区的对流因素控制,而边界层区域的存在对拖尾时间影响较大。     

土壤溶质运移的研究进展

介绍土壤溶质运移理论的发展过程和国内外学者关于土壤溶质运移的研究成果,探讨其数学模型、数值计算方法以及参数估算方法,并简要讨论土壤溶质运移的发展趋势.     

一维溶质运移的参数研究

提出了有关超孔隙水压耗散对粘土中一维溶液对流-扩散溶质运移的影响的计算公式,该公式考虑了固结速率、膨胀速率、超孔隙水压力、吸出耗散等对非线性对流运移影响.并且论述了超孔隙水压力造成的耗散、外部荷载引起的吸出以及水头梯度的对土体体积变形影响,还着重探讨了有关溶质运移过程中固结、膨胀造成的水头、运移速度的不稳定变化的影响因素.     

地下水溶质运移中的化学反应

溶质地下水运移过程中会经历许多化学反应，常见的有吸附反应、阳离子交换反应、氧化－还原反应、溶解与沉淀反应、放射性污染质的衰变反应、有机污染质的生物及非生物降解反应等等。本文对影响地下水中溶质运移的各种化学反应进行了综述，并介绍了数学处理方法。     

土壤中溶质运移的两区模型及准解析解

给出了非均质土壤中考虑水动力弥散尺度效应的一维溶质运移两区模型。在初始浓度为零，半无限一维空间内常数通量边界条件下，推导出了可动区溶质浓度分布Cm(x,t)和不动区溶质浓度分布Cim(x,t)的准解析表达式。     

多孔介质中溶质运移的尺度问题

本文简述了多孔介质中的溶质运移的尺度效应,引起尺度效应的主要原因;尺度效应的分类;尺度效应的分形特征及其国内研究现状及展望。     

非饱和带溶质运移问题的有限元解法

ＳＵＰＧ有限元法应用于土体的非饱和溶质运移问题,导出了其数值表达式,编制了计算程序。以一维入渗问题为例进行了数值计算,与其他方法及野外试验结果进行了对比,表明该方法是正确的、稳定的,可用于非饱和带溶质运移问题的实际计算。     

基于单裂隙开度算法的溶质运移研究

鉴于变异函数的优点,引用了L.Smith自回归过程随机模拟开度的方法,使研究区域的开度满足对数正态分布．利用对数正态分布密度函数的两个参量形成不同的开度,在此基础上从流量、纵向弥散系数及滞留时间三方面来研究开度对水流和溶质运移的影响．     

土柱溶质运移试验的理论验证及影响因素敏感性分析

交通运输过程中产生的路面径流污染有可能对路线周边环境造成不利影响.对污染物在公路周边土体中的溶质运移规律进行探讨具有重要的理论价值和工程意义.本研究基于土柱溶质运移试验成果,引入实测的边界浓度曲线,采用一维数值计算程序Hydrus-1D,对土柱出口处溶质浓度在试验过程中的变化规律、典型时刻溶质浓度沿土柱的分布规律等进行...     

一维变参数溶质运移模型的数值研究

研究地下水中溶质的迁移规律可以为地下水环境质量预报、控制和管理服务.首次采用数值方法探讨与位置坐标相关的溶质运移参数模型,采用即时时间域显式差分法格式双精度Fortran语言编程计算了变溶质运移参数模型的一维溶质运移问题,并进行了算法可靠性验证;然后对本文首次提出的3种与位置坐标相关的变溶质运移参数模型进行了参数分析,...     

利用熵格式计算地下水溶质运移方程

用分裂法将地下水溶质运移方程分成对流方程和弥散方程,对流方程采用熵格式求解,弥散方程采用中心格式求解.数值试验表明,该格式不会产生过量问题,没有出现非物理振荡,数值弥散较小.     

非对称复式断面明渠中污染物混合输移的数值模拟(Ⅱ)——二次流对异质扩散的影响

运用L-Y雷诺应力模型及对水面和固壁边界条件进行有效的处理，结合混合有限分析法数值模拟了复式断面明渠二次流流动及污染物的运移，探讨了沿自由水面横向和垂向的浓度及雷诺传质分布规律，分析了二次流对浓度扩散和紊动传输的影响．     

裂隙介质溶质运移模型的数值模拟

考虑裂隙介质中溶质运移问题的数学模型,建立离散的广义差分格式,给出不同的裂隙介质阻滞系数下的数值算例,并将数值解与解析解进行比较;比较结果表明:利用所建广义差分格式求解裂隙介质中的溶质运移问题是可靠的,且该格式具有稳定性和可实用性,可以用来数值模拟更加复杂的裂隙介质中溶质运移的物理过程.     

锶在改性介质中迁移的柱实验研究

通过室内土柱实验研究了锶在不同润湿性介质中的迁移规律和特征,并采用CXTFIT 2.1软件对实验结果进行了拟合,通过实验数据计算了延迟因子。结果表明:在疏水介质中,锶的穿透速度较快,利用平衡CDE方程或两区模型来模拟锶在三种润湿性不同的石英砂柱中的迁移均是可行的,但两区模型的模拟效果更好。     

混合微分变换法在混凝土溶质运移问题中的应用

微分变换法是一种基于泰勒公式的求解方法,在求解包含间断条件的溶质运移偏微分方程(组)时会失效.采用将有限差分法与微分变换法相结合的求解思路,可使问题得到解决.利用该方法得到混凝土SO_4~(2-)的反应性溶质运移方程以及CO_2-SO_4~(2-)和CO_2-Cl~-的全耦合溶质运移方程组的近似解表达式并将结果与有限元结果进行比较,证明了该方法的有效性.     

水及溶质在有大孔隙的土壤中运移机制研究进展

综述了水及溶质在有大孔隙的土壤中运移的实验和模型研究进展，指出：今后应通过大量的室内外实验和改进观测方法来获得大量的数据资料，从定性和定量两方面来研究大孔隙流；只有在参数的测定和一些量的确定技术解决以后，模型才能得到完善而达到实用的程度；为解决大孔隙系统流动过程中的高度非线性和非稳定性问题，需要新的模拟方法和数值计算方法；今后模拟研究的重点应是随机模型而不是确定性模型。     

粗糙裂隙溶解过程反应性溶质运移特征

岩体裂隙中溶质运移受对流、扩散和水岩化学反应三种机制控制.分析了不同机制主导作用下,粗糙裂隙溶解过程中反应性溶质运移特征,并分析粗糙度的影响.研究结果显示,粗糙裂隙溶解过程存在4种类型,分别是均匀、非均匀、极度非均匀和均匀-非均匀溶解.其中对流占主导作用条件下,裂隙发生均匀溶解;化学反应占主导作用条件下,流体上游溶解速率高于下游.初始粗糙度对裂隙溶解过程也具有重要影响:初始粗糙度增大会使水岩化学反应速率增大,同时随着水岩反应的进行,裂隙溶解后粗糙度增大.