变流速条件下非达西裂隙流溶质运移特征研究
2021-06-09苏世林许光泉
安全与环境工程 2021年3期
关键词:模型
李 旭,苏世林,文 章,许光泉
(1.安徽理工大学地球与环境学院,安徽 淮南 232001;2.中国地质大学(武汉)环境学院,湖北 武汉 430078)
裂隙介质广泛存在于自然界中,与人类的生产生活活动密切相关。裂隙介质中地下水渗流和溶质运移规律的研究一直是国内外学者重点关注的问题之一,但是由于裂隙介质具有强烈的空间变异性,使得溶质运移特性研究变得十分复杂[1-4]。近几十年来,国内外学者对此开展了大量的研究,并取得了一定的研究进展,其主要研究成果可分为两大类:第一类为裂隙网格中水流和溶质运移理论研究[5-6];第二类为单裂隙介质中水流和溶质运移理论研究[7-10]。单裂隙作为裂隙介质水流和溶质运移研究的基础单元,多数研究通常是从单裂隙开始的。如郑志成等[8]利用平行大理石板开展了单个裂隙溶质运移实验研究,结果表明溶质的穿透曲线表现出拖尾的现象。因此,开展单裂隙溶质运移理论研究对于探索裂隙介质中溶质运移规律具有重要的理论意义。
通常情况下,单裂隙溶质运移理论研究主要是在达西流的基础上进行的[11-12],然而越来越多的研究表明达西定律只在一定的水力梯度范围内成立,裂隙介质中地下水流速过快往往会导致地下水渗流速度与水力梯度呈非线性关系,即所谓的非达西流[13-16]。Qian等[17]通过单裂隙室内实验研究发现,单裂隙介质中地下水平均流速和水力梯度的关系能很好地与Izbash方程吻合,且水流速度与水力梯度的1/2次方成正比;……
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