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水利工程论文-应用边界层方法确定溶质迁移参数的实验研究.doc水利工程论文-应用边界层方法确定溶质迁移参数的实验研究.doc

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水利工程论文-应用边界层方法确定溶质迁移参数的实验研究摘要:本文以时域反射仪(TimeDomainReflectometry,TDR)作为溶质锋的探测手段,对利用边界层方法确定的参数和利用穿透曲线拟合法确定的参数进行了比较,结果表明边界层方法确定的扩散弥散系数(D)与穿透曲线拟合法确定的扩散弥散系数基本相近。但,因为TDR灵敏度的限制,边界层方法确定的延迟因子(R)大于穿透曲线拟合法确定的延迟因子。应用边界层方法确定的参数,比较了用边界层方法和精确方法预测的浓度剖面图,表明边界层方法在一定时间内可以精确地预测污染物的动态浓度分布。实验结果不仅说明了TDR作为溶质锋探测手段的可行性,同时说明了边界层方法在确定溶质迁移参数方面有一定的可靠性。关键词:多孔介质溶质迁移边界层理论溶质锋CDE模型是描述化学物质迁移规律的数学模型,该模型的应用需要两个基本的参数:水动力弥散系数D和延迟因子R,因此准确确定化学物质在特定多孔介质中迁移的模型参数D和R是模型得以应用的前提。关于模型参数的估计,已提出了许多方法[1~4],而这些方法存在着收敛性和参数唯一性的问题。边界层方法是利用溶质锋迁移位置与时间的关系进行CDE方程参数的估计,可以省去做穿透曲线的麻烦。但此方法还仅仅停留在理论层次上,尚未从实践的角度加以验证,况且如何准确确定溶质锋的位置还是一个有待解决的问题。本文通过对边界层方法和传统的穿透曲线拟合方法进行比较,初步确定利用TDR探测确定溶质锋位置具有可行性。1理论基础邵明安等(1998)通过对CDE方程的研究,在均质稳态条件下,结合边界层理论,提出了确定CDE方程中参数的边界层理论模型[5]。该理论通过对农业污染物在多孔介质中迁移过程中浓度锋面的描述和概化,得到了下述表达式:(1)式中:d(t)表示t时间溶质锋的位置。D是水动力弥散系数,R是延迟因子,V是平均孔隙流速。土壤中的驻留浓度:cr(x,t)=vd(t)c0/vd(t)+3D(1-x/d(t))3(2)对于半无限土柱或田间土壤剖面,相应于通量型入流边界条件,土壤溶质迁移过程可以利用边界层理论进行描述。由方程(1)可知,只要求得时间t时的溶质锋的深度d(t),我们就可确定溶质迁移参数D、R。为了便于对数据t和d(t)进行处理,下面对方程(1)进行进一步简化。两边同时平方,得d2(t)=4vt/Rd(t)+12Dt/R(2
编号:201312122156505517    类型:共享资源    大小:59.92KB    格式:DOC    上传时间:2013-12-12
  
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