平行大理石板裂隙污染物运移实验与连续时间随机游走模拟

作者：郑志成; 刘咏^*; 王沐; 李福林; 黄继文

来源：合肥工业大学学报(自然科学版), 2019, 42(05): 677-682.

• 大理石平板裂隙
• 溶质运移
• 非费克运移
• 对流-弥散方程(ADE)
• 连续时间随机游走(CTRW)

单个裂隙是构成裂隙网络的基础,其中的水流和溶质运移机理目前尚未完全清楚。文章使用平行大理石板构成单裂隙试验模型,研究了水力梯度和流速之间的关系以及溶质运移规律,采用连续时间随机游走(continuous time random walk,CTRW)模拟软件包中的截断幂函数(truncation power-law function,TPL)对溶质的穿透曲线进行模拟,并与传统的对流-弥散方程(advection-dispersion equation,ADE)模拟结果进行了对比,探讨了CTRW中参数的变化特征。结果表明:实验条件下的水流呈非达西流,用Forchheimer方程能更好地拟合裂隙中水力梯度和流速的关系;裂隙内的溶质运移为非费克运移,表现出明显的"拖尾"现象;在实验条件下拟合溶质运移的穿透曲线,TPL的拟合结果均明显优于ADE;同一隙宽下,模型参数β随流速的增加而增加,其值分别为0.882、1.045、1.375;同一流速下,β随隙宽的增加而减小,其值分别为1.375、1.263、1.112。

• 单位
  山东省水利科学研究院; 食品与生物工程学院; 合肥工业大学