本文關鍵詞：均質孔隙介質滲流實驗中的非均勻滲流現象的定量化研究

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【摘要】：地下水資源是水資源的重要組成部分，是制約我國干旱、半干旱地區(qū)經濟、社會發(fā)展的重要因素。我國地下水污染形式嚴峻，尤其是孔隙介質地下水的污染，而且對污染物在地下水中遷移的研究還處于初級階段。進行孔隙介質的水文地質室內實驗，是研究孔隙介質地下水中溶質遷移規(guī)律的重要手段，實驗中常采用均質介質來進行研究，認為均質介質中的滲流也應該是均質的，但是大量實驗證明，即使是均質介質，也可能發(fā)生非均勻滲流現象,該種現象一旦發(fā)生，對地下水滲流和溶質的時空分布，都將產生必然的影響，進而影響人們正確的處理實驗結果，因此非均勻滲流現象應該引起相關科學工作者的重視。 本文通過均質中砂、粗砂不同水力梯度下的六組滲流實驗，經過反復試驗，研究了均質介質中非均勻滲流現象的規(guī)律、影響因子，通過SPSS統(tǒng)計軟件中計算分析，得到滲流過程中不同觀測位置的邊界影響函數，主要成果和結論如下： 1、對于均質的中砂、粗砂介質，其滲流過程中的溶質運移狀態(tài)并不是理想條件下的活塞式運移狀態(tài)，而是會發(fā)生非均勻滲流現象。 2、在滲流槽上游，由于溶質均勻進入，滲流槽內的濃度分布方式也為均勻分布，表現為活塞式運移，，各組實驗中上游觀測孔兩側邊界區(qū)域與中間主流向區(qū)域出現示蹤劑濃度峰值的時間差在0~10min以內，但是隨著溶質運移距離的增加，開始出現非均勻滲流現象，表現為靠近邊界的溶質運移速度較遠離邊界的中間主流向快，這種差距從上游到下游變的越來越大，兩側邊界與中間主流向觀測孔出現峰值濃度的時間差也逐漸增大，從0~10min增大到50~100min，根據觀測孔數據計算的滲流速度和彌散系數發(fā)現，介質中的彌散度變化不大，而滲流速度則是靠近邊界滲流速度快，中間主流向慢。 3、基于滲流與溶質運移的非均勻特征定性分析，理論分析并構建了非均勻滲流的校正函數范型，利用實驗示蹤劑濃度監(jiān)測數據，基于統(tǒng)計學方法，確定了不同方案的非均勻滲流的校正函數（即邊界影響函數）。 4、將構建的非均勻滲流校正函數耦合到水動力彌散模型的解析解中，應用于不同實驗中預測各觀測點的濃度變化，通過對比耦合數據與實際數據繪制的濃度曲線圖和濃度等值線圖，驗證了耦合函數對實驗的預測與實際結果相符，說明了考慮滲流非均勻特征的水動力彌散解析解模型更加符合客觀實際，可以用于相應方案不同時刻溶質空間運移的預測。 5、通過大量的實驗和數值計算得出，在均質介質中，非均勻滲流現象是存在的，并且這種現象是有規(guī)律可循的，通過構建校正函數，對理想條件的對流彌散方程進行校正可以科學正確預測滲流過程中的非均勻滲流現象，對于孔隙介質室內實驗有著積極的作用。
【關鍵詞】：孔隙介質 溶質運移 非均勻滲流 室內實驗 校正函數
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TV139.1
【目錄】：

• 中文摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-23
• 1.1 研究背景及選題依據12-13
• 1.2 國內外研究現狀13-21
• 1.3 研究內容及技術方法21-23
• 第2章 均質孔隙介質非均勻滲流的實驗設計23-30
• 2.1 實驗目的23
• 2.2 實驗理論基礎23-27
• 2.3 實驗方案設計27
• 2.4 實驗材料與裝置27-29
• 2.5 實驗過程與數據記錄29-30
• 第3章 均質介質非均勻滲流特征分析30-55
• 3.1 中砂均質介質非均勻滲流特性分析30-44
• 3.2 粗砂均質介質非均勻滲流特征分析44-52
• 3.3 中砂與粗砂非均勻滲流特征對比52-53
• 3.4 均質介質非均勻滲流影響因素分析53-55
• 第4章 滲流場邊界影響函數構建55-69
• 4.1 邊界影響函數建立的方法55-57
• 4.2 各方案邊界影響函數建立57-69
• 第5章 滲流場邊界影響函數的驗證與應用69-78
• 5.1 滲流場邊界影響函數驗證69-74
• 5.2 各方案邊界影響函數對比74-75
• 5.3 耦合邊界影響函數的水動力彌散模型的應用75-78
• 第6章 結論與建議78-80
• 6.1 結論78
• 6.2 建議78-80
• 參考文獻80-87
• 作者簡介及攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文87-88
• 致謝88

【參考文獻】

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本文編號：773664