吉林大学精品课>>专门水文地质学>>教材>>专门水文地质学 §63水动力弥散系数 基本概念 在研究地下水溶质运移问题中,水动力弥散系数是一个很重要的参数。水动力弥散系数 是表征在一定流速下,多孔介质对某种污染物质弥散能力的参数,它在宏观上反映了多孔介 质中地下水流动过程和空隙结构特征对溶质运移过程的影响。水动力弥散系数是一个与流速 及多孔介质有关的张量,即使几何上均质,且有均匀的水力传导系数的多孔介质,就弥散而 论,仍然是有方向性的,即使在各向同性介质中,沿水流方向的纵向弥散和与水流方向垂直 的横向弥散不同。一般地说,水动力弥散系数包括机械弥散系数与分子扩散系数。当地下水 流速较大以致于可以忽略分子扩散系数,同时假设弥散系数与孔隙平均流速呈线性关系,这 样可先求出弥散系数再除以孔隙平均流速便可获取弥散度。 分子扩散系数D’与介质的性质有关。经验证明 D"=D,…T 式中D4溶质在静水中的分子扩散系数,它主要取决于溶质分子的特性和温度; T—一多孔介质的弯曲度 机械弥散系数D”是一个与地下水流速有关的量。在各向同性介质中,经试验证明为 UU D=a,,+(ar-ar (6-26) 式中 - -Kronecker记号,当i=j时,=1,当i≠j时,=0 纵向弥散度 a1—横向弥散度 U—一地下水实际速度,U,、U,为实际速度的分量: 水动力弥散系数确定的试验方法 水动力弥散系数可通过室内或现场弥散试验确定。弥散系数的计算方法一般分两类 是利用解析公式直接或间接求解;二是采用标准曲线对比法 1一维室内弥散试验测定水动力弥散系数 (1)试验原理 以人工配制的均质各向异性岩样,进行示踪剂注入实验。具体假设及要求如下: ①.试验流场为均质不可压缩的稳定的一维流场,渗流为定水头补给的一维弥散 ②.多孔介质是均质的,渗透系数,孔隙度和弥散系数都是常数 ③.流体是不可压缩的均质液体,密度、粘滞度为常数,温度不变; ④.试验土柱(或砂柱)及其中之流体,示踪剂的初始浓度为一定值。吉林大学精品课>>专门水文地质学>>教材>>专门水文地质学 §6.3 水动力弥散系数 一、基本概念 在研究地下水溶质运移问题中，水动力弥散系数是一个很重要的参数。水动力弥散系数 是表征在一定流速下，多孔介质对某种污染物质弥散能力的参数，它在宏观上反映了多孔介 质中地下水流动过程和空隙结构特征对溶质运移过程的影响。水动力弥散系数是一个与流速 及多孔介质有关的张量，即使几何上均质，且有均匀的水力传导系数的多孔介质，就弥散而 论，仍然是有方向性的，即使在各向同性介质中，沿水流方向的纵向弥散和与水流方向垂直 的横向弥散不同。一般地说，水动力弥散系数包括机械弥散系数与分子扩散系数。当地下水 流速较大以致于可以忽略分子扩散系数，同时假设弥散系数与孔隙平均流速呈线性关系，这 样可先求出弥散系数再除以孔隙平均流速便可获取弥散度。 分子扩散系数 D 与介质的性质有关。经验证明： D = Dd T (6-25) 式中 Dd ——溶质在静水中的分子扩散系数，它主要取决于溶质分子的特性和温度； T ——多孔介质的弯曲度。 机械弥散系数 D 是一个与地下水流速有关的量。在各向同性介质中，经试验证明为： U U U D U i j ij T ij L T    =   + ( − ) (6-26) 式中  ij ——Kronecker 记号，当 i = j 时，  =1 ，当 i  j 时，  = 0 ；  L ——纵向弥散度； T ——横向弥散度； U ——地下水实际速度， Ui 、U j 为实际速度的分量； 二、水动力弥散系数确定的试验方法 水动力弥散系数可通过室内或现场弥散试验确定。弥散系数的计算方法一般分两类：一 是利用解析公式直接或间接求解；二是采用标准曲线对比法。 1.一维室内弥散试验测定水动力弥散系数 （1）试验原理 以人工配制的均质各向异性岩样，进行示踪剂注入实验。具体假设及要求如下： ①. 试验流场为均质不可压缩的稳定的一维流场，渗流为定水头补给的一维弥散； ②. 多孔介质是均质的，渗透系数，孔隙度和弥散系数都是常数； ③. 流体是不可压缩的均质液体，密度、粘滞度为常数，温度不变； ④. 试验土柱（或砂柱）及其中之流体，示踪剂的初始浓度为一定值