《地下水溶质运移理论及模型》

第一章水动力弥散的基本概念1

1-1 介质中两种流体流动的类型1

1-2 示踪剂2

1-3 水动力弥散现象2

1-4 水动力弥散机理4

1-5 研究水动力弥散的意义7

第二章水动力弥散方程8

2-1有关参数8

2-1-1 流体的密度p8

2-1-2 多组分流体速度u8

2-1-3 流体的通量J9

2-2 溶液中α组分的质量守恒方程9

2-3 α组分的对流-扩散方程11

2-4 水动力弥散方程12

2-5源汇项14

2-5-1 放射性衰变与化学、生物化学反应14

2-5-2 吸附与解吸15

2-5-3 抽水与注水16

2-6初始条件与边界条件17

2-6-1 初始条件17

2-6-2 边界条件17

第三章水动力弥散系数20

3-1 理论模型研究20

3-2 实验室研究22

3-3水动力弥散的尺度效应26

3-3-1 尺度效应26

3-3-2 尺度效应与典型单元体27

3-3-3 尺度效应的分形特征28

第四章水动力弥散方程的解析解法32

4-1基本解32

4-1-1 三维空间瞬时点源32

4-1-2 空间瞬时无限线源与平面瞬时点源36

4-1-3 空间瞬时无限面源、平面瞬时无限线源与一维瞬时点源38

4-1-4 有限空间(平面)问题38

4-2一维水动力弥散问题39

4-2-1 无限长多孔介质柱体，示踪剂瞬时(脉中式)注入39

4-2-2 无限长多孔介质柱体，初始示踪剂呈阶梯函数分布40

4-2-3 半无限长多孔介质柱体，一端为定浓度边界42

4-3一维稳定流动二维水动力弥散问题46

4-3-1 瞬时注入示踪剂——平面瞬时点源46

4-3-2 连续注入示踪剂——平面连续点源48

4-3-3 注水拟稳定条件下示踪剂的径向弥散49

4-4一维稳定流动三维水动力弥散问题50

4-4-1 空间瞬时点源50

4-4-2 空间稳定连续点源52

第五章水动力弥散系数的计算方法55

5-1一维水动力弥散55

5-1-1 利用正态分布函数性质求参55

5-1-2 浓度曲线线性化求参58

5-2二维水动力弥散59

5-2-1 瞬时投放示踪剂59

5-2-2 连续投放示踪剂70

第六章水动力弥散方程的数值解法74

6-1有限差分法74

6-1-1 导数的有限差分近似74

6-1-2 一维水动力弥散的差分解法75

6-1-3 二维水动力弥散的差分解法77

6-1-4 求解差分方程的计算机程序举例80

6-2有限单元法(迦辽金有限单元法)86

6-2-1 迦辽金法86

6-2-2 有限单元剖分与基函数88

6-2-3 迦辽金有限单元法91

6-2-4 二维水动力弥散的迦辽金法计算机程序105

6-3过量与数值弥散111

6-3-1 过量现象111

6-3-2 数值弥散111

6-4对流项占主导地位时的几种数值方法114

6-4-1 上游加权法114

6-4-2 特征值方法116

6-4-3 动坐标系方法与网格变形方法119

6-4-4 随机步行法121

6-4-5 引入人工扩散量方法125

6-4-6 小结127

第七章地下水水质模型及其应用129

7-1对流-弥散型水质模型129

7-1-1 一般情况131

7-1-2 示踪剂情况140

7-2纯对流型水质模型141

7-2-1 用水流方程预测溶质运移141

7-2-2 水流方程与水质方程的耦合方法142

7-3 水质模型应用的一般过程144

7-4 广西北海市涠洲岛海水入侵模拟146

7-5 瑞士Grimsel核废物处置试验场弥散试验模拟分析151

7-6水质模型应用的有关问题讨论161

7-6-1 水质模型与水量模型对比161

7-6-2 野外非均匀介质对水质模型的影响161

7-6-3 人为因素对弥散系数的影响163

7-6-4 水动力弥散理论的不足164

附录一水动力弥散室内试验166

A.一维水动力弥散实验166

B.二维水动力弥散实验168

附录二张量的基本概念及渗透系数张量171

A.张量的基本概念171

B.多孔介质的曲折率张量和渗透系数张量173

主要参考文献177