充填單裂隙溶質(zhì)運(yùn)移及自然電位響應(yīng)特征研究.pdf

1、單一裂隙是構(gòu)成復(fù)雜裂隙系統(tǒng)最基本單元結(jié)構(gòu)，自然裂隙被砂、泥等介質(zhì)充填是普遍的現(xiàn)象。研究充填裂隙溶質(zhì)運(yùn)移規(guī)律對(duì)探究污染物質(zhì)在地下介質(zhì)中的遷移擴(kuò)散具有重要的意義。本文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者研究成果的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用理論分析、室內(nèi)模擬研究等方法，采用光滑平行有機(jī)玻璃板，充填河砂介質(zhì)構(gòu)建充填單裂隙物理模型，開(kāi)展了充填單裂隙水流及溶質(zhì)運(yùn)移模擬試驗(yàn)，繪制了溶質(zhì)運(yùn)移的穿透曲線(BTC)，應(yīng)用對(duì)流彌散方程(ADE)對(duì)其進(jìn)行擬合，并對(duì)溶質(zhì)運(yùn)移過(guò)程中自然電位

2、變化進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，獲得自然電位響應(yīng)特征。論文的主要成果如下:
　　(1)在低流速狀態(tài)下，充填單裂隙內(nèi)水滲流的水力梯度與單寬流量之間均符合Darcy公式、Forchheimer公式及Izbas公式。隨著流速的增大，此時(shí)水流的水力梯度與單寬流量的關(guān)系開(kāi)始呈現(xiàn)非線性狀態(tài)。
　　(2)在充填砂樣組成相同時(shí)，水力梯度越大，溶質(zhì)到達(dá)峰值濃度時(shí)間越短，穿透曲線開(kāi)口越小，拖尾持續(xù)時(shí)間越短;水力梯度相同時(shí)，充填砂粒的粒徑越小，裂隙的孔隙度

3、越小，水流流速越小，穿透曲線到達(dá)峰值的時(shí)間越長(zhǎng)，曲線的開(kāi)口也就越大。
　　(3)通過(guò)擬合可以看出，無(wú)論是垂直還是水平充填單裂隙，溶質(zhì)運(yùn)移的穿透曲線均可以用水動(dòng)力彌散方程(ADE)進(jìn)行模擬，且擬合效果良好。
　　(4)當(dāng)溶液到達(dá)各電極時(shí)該電極測(cè)得的自然電位值發(fā)生突變。可以根據(jù)自然電位歷時(shí)曲線得到地下水污染物運(yùn)移的位置、運(yùn)移速度、濃度。根據(jù)各個(gè)測(cè)量．電極自然電位躍升的時(shí)間點(diǎn)計(jì)算污染物運(yùn)移的速度，通過(guò)自然電位歷時(shí)響應(yīng)的曲線的峰值、