本文選題：溶質(zhì)運移　切入點：示蹤劑　出處：《合肥工業(yè)大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：多孔介質(zhì)水流及溶質(zhì)運移研究一直以來對地下工程及地下水污染防治具有重要指導意義,其中示蹤劑實驗是一種重要的研究方法,但目前研究溶質(zhì)運移實驗中示蹤劑濃度檢測大多采用取樣法,為了避免取樣法對溶質(zhì)運移帶來的影響,本文運用圖像分析法檢測示蹤劑溶度。此外關于透鏡體對多孔介質(zhì)溶質(zhì)運移的影響的研究較少,本文在總結前人研究的基礎上,建立了模擬二維多孔介質(zhì)運移的物理模型,在達西流條件下將惰性示蹤劑亮藍分別通入均勻和含有透鏡體的多孔介質(zhì)中,研究示蹤劑在二維模型中的運移情況,運用解析解模型和IGW模型對溶質(zhì)運移的時間濃度穿透曲線進行模擬,并對不同條件下的數(shù)值模擬結果進行了分析討論,從而得出惰性溶質(zhì)運移有關的規(guī)律和機理�？偨Y本文研究方法和實驗成果,得出如下結論:(1)利用圖像法取代取樣法測定溶質(zhì)運移過程中濃度變化,快速準確的量化溶質(zhì)溶度,為以后研究多孔介質(zhì)溶質(zhì)運移提供一種科學簡單的檢測方法。(2)多孔介質(zhì)模型實驗中雖然透鏡體的大小和位置發(fā)生變化,但水力梯度和流速都呈線性關系,可以用傳統(tǒng)達西定律進行擬合,且當水力梯度J相同時,隨著透鏡體大小H的增大滲透系數(shù)K變小。(3)在對溶質(zhì)運移穿透曲線進行解析解和IGW擬合效果對比可發(fā)現(xiàn):在均質(zhì)多孔介質(zhì)中,兩者的擬合評價參數(shù)r2和RMSE相差不大,均可以很好的擬合溶質(zhì)運移過程;而在含有透鏡體的多孔介質(zhì)中,隨著透鏡體的增大,解析解模型擬合參數(shù)r2值逐漸變小,RMSE值卻逐漸增大,而IGW模型的r2值和RMSE值變化不大,且均比解析解的r2更接近1,RMSE值更加接近0,IGW模型具有更高的擬合精度。(4)通過比較不同條件下亮藍濃度穿透曲線發(fā)現(xiàn),隨著透鏡體和運移距離的增大,亮藍濃度峰值到達的時間逐漸變長且峰值逐漸變小,模擬參數(shù)彌散系數(shù)D隨之變大,出現(xiàn)非費克現(xiàn)象;當流速增大,亮藍濃度到達峰值時間逐漸變短且峰值逐漸變大,彌散系數(shù)D隨之變大,出現(xiàn)非費克現(xiàn)象。
[Abstract]:The study of water flow and solute transport in porous media has always been of great significance to underground engineering and groundwater pollution prevention and control, among which tracer experiment is an important research method. However, the concentration of tracer in solute transport experiments is mostly detected by sampling method, in order to avoid the influence of sampling method on solute transport. In this paper, the tracer solubility is detected by image analysis. In addition, there are few studies on the effects of lens on solute transport in porous media. Based on the previous studies, a physical model for simulating the migration of two-dimensional porous media is established in this paper. In the Darcy flow, the inert tracer bright blue was injected into a homogeneous porous medium containing a lens, respectively, and the migration of the tracer in a two-dimensional model was studied. The analytical solution model and IGW model are used to simulate the time concentration penetration curve of solute transport. The numerical simulation results under different conditions are analyzed and discussed. The research methods and experimental results in this paper are summarized, and the following conclusions are drawn: (1) using image method instead of sampling method to determine the concentration change in the process of solute transport, rapidly and accurately quantifying solute solute solubility. In the model experiment of porous media, although the size and position of the lens change, the hydraulic gradient and velocity are linearly related. It can be fitted with traditional Darcy's law, and when the hydraulic gradient J is the same, When the permeability coefficient K becomes smaller with the increase of lens size H) the analytical solution of solute migration penetration curve is compared with the IGW fitting results. It is found that in homogeneous porous media, the fitting evaluation parameters R2 and RMSE are not different from each other. In porous media containing lens, the fitting parameter R2 of analytical solution model becomes smaller and smaller, but the value of R2 and RMSE of IGW model change little with the increase of lens body, but the solute migration process can be fitted well in porous media with lens body, but the value of RMSE increases gradually with the increase of lens body, but the value of RMSE and RMSE of IGW model do not change much with the increase of lens body. Compared with the analytical solution, the RMSE value of R2 is closer to that of the model with a higher fitting accuracy. (4) by comparing the penetration curves of bright blue concentration under different conditions, it is found that with the increase of lens body and migration distance, The time to reach the peak value of bright blue becomes longer and the peak value becomes smaller, the dispersion coefficient D of the simulation parameter becomes larger, and the non-Fecker phenomenon occurs, and when the velocity of flow increases, the time to reach the peak value of bright blue concentration gradually becomes shorter and the peak value becomes larger. The dispersion coefficient D increases with it and the non-Fecker phenomenon appears.
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X523;P641.2

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