近年來,由人類活動引起的包氣帶土壤和地下水污染愈加嚴(yán)重,污水回灌、垃圾滲出液下滲、有毒化學(xué)液體泄漏等威脅著包氣帶土壤和地下水的安全。支持毛細(xì)水帶是污染物由地表向地下水遷移的必經(jīng)之地,傳統(tǒng)的土壤和地下水文學(xué)通常認(rèn)為支持毛細(xì)水帶水分的運(yùn)移以垂向遷移為主,但實(shí)際上這僅僅是宏觀、大尺度條件下的基本特征。早在1932年,Wyckoff等人就發(fā)現(xiàn)了支持毛細(xì)水帶存在橫向滲流的現(xiàn)象。越來越多的室內(nèi)試驗(yàn)和野外場地試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),支持毛細(xì)水帶的橫向滲流對地表非飽和帶到潛水含水層的水流和溶質(zhì)運(yùn)移有重要的影響。支持毛細(xì)水帶水流和溶質(zhì)運(yùn)移是一個有趣并且具有挑戰(zhàn)性的研究課題,盡管有相當(dāng)多來自不同學(xué)科的關(guān)于支持毛細(xì)水帶的研究成果,但對支持毛細(xì)水帶水流和溶質(zhì)運(yùn)移的過程及其復(fù)雜的影響因素的研究仍然有待進(jìn)一步深入。研究支持毛細(xì)水帶水流運(yùn)動和溶質(zhì)遷移的機(jī)理及其影響因素是準(zhǔn)確評估包氣帶和地下水水資源形成和轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)性研究內(nèi)容。同時,對于包氣帶和地下水污染的評價以及修復(fù)具有重要的理論與實(shí)際意義。為此,本文以土壤水動力學(xué)、地下水溶質(zhì)運(yùn)移理論等為支撐,在搜集總結(jié)前人研究數(shù)據(jù)和結(jié)論的基礎(chǔ)上,綜合采用室內(nèi)砂槽試驗(yàn)與飽和-非飽和地下水?dāng)?shù)值模擬... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

Amoozegar等人模擬化糞池排水系統(tǒng)的沙箱試驗(yàn)示意圖，圖中顯示了在溝渠積水條件下，紅色示蹤劑在溝槽周圍和支持毛細(xì)水帶中三個不同時間的分布情況

圖 1.2 Silliman 等人砂槽試驗(yàn)。圖中虛線標(biāo)注了潛水面，圓圈和箭頭反應(yīng)了示蹤劑運(yùn)移的距離圖上的時間為示蹤劑注入后的時間。在支持毛細(xì)水帶滲流機(jī)理方面，許兆義（1993）提出，支持毛細(xì)水帶橫向滲流的機(jī)理是毛細(xì)管網(wǎng)中的虹吸現(xiàn)象。為了進(jìn)一步分析支持毛細(xì)水帶橫向滲流的機(jī)理，許兆義將支持毛細(xì)水帶概化為毛細(xì)管束模擬，并對斜置的毛細(xì)管內(nèi)應(yīng)力分布進(jìn)行了分析，如圖 1.3，斜置的毛細(xì)管內(nèi)流動的驅(qū)動力是壓差驅(qū)動力和重力的在流速上的分量，流動阻力為總摩擦力。通過應(yīng)力分析，得到了滲流斷面流速的表達(dá)式：μγ82JrV = （1.1）其中，γ 為水的重率，J 為平均水力梯度，r 為毛細(xì)管半徑，μ為水的動力粘度。通過式 1.1，許兆義得到結(jié)論，支持毛細(xì)水帶毛細(xì)管流速的大小與流管直徑的平方成正比。許兆義通過斜置毛細(xì)管模型分析了毛細(xì)管內(nèi)橫向流動的驅(qū)動力和流

彭浩：支持毛細(xì)水帶地下水溶質(zhì)運(yùn)移實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究3）使用毛細(xì)玻璃管組成毛細(xì)管網(wǎng)[30]，試驗(yàn)觀察到了毛細(xì)管網(wǎng)中毛細(xì)動和向下排泄的虹吸過程以及不同高度毛細(xì)管中流速的差異。同時向連接的毛細(xì)管會對斜置毛細(xì)管中水的流動造成影響。雖然試驗(yàn)發(fā)毛細(xì)管模型的缺陷，但是文中未對毛細(xì)管網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行更深入的研

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Capillary-Tube Model and Experiment of Multiphase Flow in Capillary Fringes[J]. 武曉峰,唐杰,呂賢弼.  Tsinghua Science and Technology. 2002(06)
[2]大尺度蒸發(fā)模型研究[J]. 黃賢慶,劉新仁.  河海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2000(04)



本文編號：3585123