多孔介质渗流与污染物迁移数学模型(仵彦卿编著)思维导图

反之，当q＞1.6×10—5厘米3／秒时，由于粘滞阻力相对变得很大，大孔道中油水 界面移动速度较快，先到达出口端，就会在小孔道中留下残油。留下残油的结果便在 孔隙狭窄处形成“液阻效应(贾敏效应”)，增大流动阻力，并使注水驱油的能量利用 率降低，从而导致水驱油效果降低。 这例子说明了一些道理：油井生产一段时间后要见水，见水后含水率会上升，有相 当一部分原油是在含水期内采出的。而且非均质油层水驱油效率和采收率不能达到 100%。
2 2
1.4 不等径并联孔道，两相液流
岩石孔隙网中，大小孔道互相交错或串联或并联，图10—6是经
常遇到的一种基本单元，也是岩石孔隙网络中一种最简化的模型。
1.4 不等径并联孔道，两相液流
下面推导油水运动公式，设：大毛管孔道的半径为 r1，流量为q1； 小毛管的孔道半径为r2，流量为q2，两毛管孔道的长度相同都是L，孔 道是亲水的。假设各孔道内的油水粘度相同（μ1=μ2＝μ），那么当 通过的总流量为q时，水在各孔道内驱油时的粘滞阻力和毛管力分别为：
《油层物理学》
第十章 孔隙介质中多相渗流特性 与相对渗透率曲线
本章主要内容
1 多孔介质中的多相渗流特性
基本概念
第一节
多孔介质中的多相渗流特性
注水方式开发的油田，在水驱油过程中，水作为 驱油介质要克服各种阻力，从孔道中驱出原油，与此 同时会引起油层内部油、气、水数量和分布形式不断 改变。
只有研究驱油过程中油层内部的这些变化，才能 更好地解释生产过程中所发生的一些现象，并可从实 际情况出发采取措施，更有效地用水(或气)驱出地层 中的原油。
V
r cos r cos t 2 1 ( ) 1lt 2
当lt=0，t→0时，V为极大值，说明吸水的速度开始很快，以后则 逐步变慢

目录第一章渗流理论基础 (1)1.1渗流的基本概念 (1)1.2渗流基本定律 (7)1.3岩层透水特征及水流折射定律 (11)1.4流网及其应用 (14)1.5渗流连续方程 (19)1.6渗流基本微分方程 (24)1.7数学模型的建立及求解 (32)第一章渗流理论基础1.1 渗流的基本概念1.1.1 多孔介质及其特性1.1.1.1多孔介质的概念多孔介质(Porous medium)：地下水动力学中具有空隙的岩石。

广义上包括孔隙介质、裂隙介质和岩溶不十分发育的由石灰岩和白云岩组成的介质，统称为多孔介质。

孔隙介质：含有孔隙的岩层，砂层、疏松砂岩等；裂隙介质：含有裂隙的岩层，裂隙发育的花岗岩、石灰岩等。

1.1.1.2 多孔介质的性质(1) 孔隙性：有效孔隙和死端孔隙。

孔隙度（Porosity）是多孔介质中孔隙体积与多孔介质总体积之比（符号为n），可表示为小数或百分数，n=Vv/V。

有效孔隙（Effective pores）是多孔介质中相互连通的、不为结合水所占据的那一部分孔隙。

有效孔隙度（Effective Porosity）是多孔介质中有效孔隙体积与多孔介质总体积之比（符号为n e），可表示为小数或百分数，n e=V e/V。

死端孔隙（Dead-end pores ）是多孔介质中一端与其它孔隙连通、另一端是封闭的孔隙。

(2) 连通性：封闭和畅通，有效和无效。

(3) 压缩性：固体颗粒和孔隙的压缩系数推导。

(4) 多相性：固、液、气三相可共存。

其中固相的成为骨架，气相主要分布在非饱和带中，液相的地下水可以吸着水、薄膜水、毛管水和重力水等形式存在。

固相—骨架matrix气相—空气，非饱和带中液相—水：吸着水Hygroscopic water薄膜水pellicular water毛管水capillary water重力水gravitational water1.1.1.3多孔介质中的地下水运动比较复杂，包括两大类，运动特点各不相同，分别满足于孔隙水和裂隙岩溶水的特点。

2011年度春季学期
教 师：钱 智 单 位：资源与环境学院 办公室：教学楼 216 邮 箱：qianz@
2011年4月
第五章 环境工程数学模型综合应用
5.1 污染物输移模型(环境质量基本模型) 5.2 气液传质模型 5.3 大气扩散模型
污染物在环境介质中的输移形式？
5.1.1 污染物在环境介质中的运动与转化特征
上式即为三维污染质输移的基本方程，也被称为三维污染质输 移的对流弥散方程。三维模型大量地应用于大气质量的模拟和 预测中，以及深海排放污水的水质模拟中。 污染物质输移基本模型的一般微分表达式可写成矩阵、矢量的形式
C D 2 C ( u C ) KC t
C D C ( u C ) KC t
Dz
如单元体内污染物的反应符合一级反应动力学，则由衰减或生化降 解而减少的量为KC △ x △ y △ z △ t，单元体内污染物总量的变化 为
于是根据质量守恒原理，有
Dx Dy Dz
经整理，两边同除以 △ x △ y △ z △ t, 并令△ x →0， △ y →0 ， △ z →0 ， △ t →0，得 Dx Dy Dz
简化
定义随体导数： DC C C dx C dy C dz
Dt z dt t x dt y dt C C C C ux uy uz t x y z
DC D C C u KC Dt
DC D C KC Dt
空间各点分子扩散作用在各个方向是相同的，分子扩散各向同性
湍流扩散
当湍流瞬时脉动速度为稳定的随机变量时，湍流 扩散规律可以用费克定律表示，即
根据湍流的特点，湍流扩散系数是各向异性的。
弥散作用

根据上述浸润曲线变化的规律分析，壅水曲线和降水 曲线如图所示
将顺坡渗流浸润曲线的微分方程改写为
i ds d d
h0
1
§9-2 地下水的均匀流 和非均匀流
对上式从断面1-1到断面2-2（见下图）进行积分， 可得顺坡渗流的浸润曲线方程
il h0
2

1

ln
2 1
1 1
r
积分
Q
R dr 2 k
H
zdz
得
r r0
h
Q
k
H 2 h2 ln R

2
kHS ln R
1
S 2H

r0
r0
令S H h
上式即为完全潜水井的产水量计算公式。
§9-3 集水廊道和井
式中R为井的影响半径，近似计算时，可按
R 3000 S k
估算，这里S=H-h为水位最大降深。
因
ds dx
故 Qdx kbzdz （分离变量）
L
H
积分 Q dx kb zdz 得
0
h
§9-3 集水廊道和井
Q kb H 2 h2 2L
式中b为集水廊道沿纵向的长度；L为影响范围， 可由现场实验确定。
2 .集水廊道总产水量
Q总

2Q

kb L
1
vd
0.75m 0.23
§9-1 渗流基本定律
m为土壤的孔隙率；d为土的有效粒径，有效粒径一般用 d10表示，以cm计； d10表示筛分时占10%重量的土粒能通过的筛孔直径。
达西公式的适用范围： Re 1 ~ 10
三、渗流系数的确定方法

fluent‎中密度设置的‎一些问题fluent‎中密度设置的‎一些问题103 能否同时设置‎进口和出口都‎为压力的边界‎条件？在这样的边界‎条件设置情况‎下发现没有收‎敛，研究的物理模‎型只是知道进‎口和出口的压‎力，不知道怎么修‎改才能使其收‎敛？当然可以同时‎设置进口和出‎口都为压力的‎边界条件。

如果没有收敛‎，需要首先看看‎求解器、湍流模型、气体性质和边‎界条件时有没‎有出现war‎n ing；其次，还是我上边的‎帖子所说的，对于可压流动‎，采用压力边界‎条件，不能一下把压‎力和温度加到‎所需值，应该首先设置‎较低的压力或‎温度，然后逐渐增大‎，最后达到自己‎所需的值。

104 在FLUEN‎T计算时，有时候计算时‎间会特别长，为了避免断电‎或其它情况影‎响计算，应设置自动保‎存功能，如何设置自动‎保存功能？在非定常计算‎中读入自动保‎存文件时如下‎出现问题：Writin‎g "F:\propan‎e\16\160575‎.cas"...Error: sopeno‎u tputf‎i le&: unable‎to open file for output‎Error Object‎: "F:\propan‎e\16\160575‎.cas"Error: Error writin‎g "F:\propan‎e\16\160575‎.cas".Error Object‎: #f非定常的，算了一段之后‎停下来，改天继续算的‎时候，自动保存的时‎候出现问题，请问如何解决‎？答：File->write->Autosa‎v e就可以实‎现自动保存。

只要你在写自‎动保存文件的‎时候，文件名另取一‎个就行，比如Writ‎ing "F:\propan‎e\16\160575‎_1.cas105 gambit‎划分时运动部‎分与静止部分‎交接面：一个系统的两‎块，运动部分与静‎止部分交接部‎分近似认为没‎有空隙（无限小，虽然实际上是‎不可能的），假设考虑做成‎一个实体，那么似乎要一‎起运动或静止‎；假设分开做成‎两个实体，那么交接处的‎两个不完全重‎合的面要设为‎W A LL还是‎什么呢，设成WALL‎不就不能过流‎了吗？将这一对接触‎面设置成In‎t erfac‎e就行了，具体请参考第‎47题的解答‎106 在计算模拟中‎，contin‎u ity总不‎收敛，除了加密网格‎，还有别的办法‎吗？别的条件都已‎经收敛了，就差它自己了‎，还有收敛的标‎准是什么？是不是到了一‎定的尺度就能‎收敛了，比如10－e5具体的数‎量级就收敛了‎contin‎uity 是质量残差，具体是表示本‎次计算结果与‎上次计算结果‎的差别，如果别的条件‎收敛了，就差它。

2
x r cos y r sin zz 球坐标系(r,θ,ф)设流速方向与径向r一致，则基本模型为
x r sin cos y r sin sin z r cos
(2)二维基本模型
以三维基本模型为基础，忽略环境介质厚度(如水深) 的变 化，可取成简化形式
3
f 3 ( x, t )
其中 3 是区域的部分边界；n 是边界的外法线方向； f3(x,t) 是边界上已知的溶质流量(函数) 。 污染质输移基本模型加上初始条件和边界条件则构成完 整的污染质输移数学模型(污染质输移初边值问题) 。
!问题：考虑垂直剖面上的二维地下水污染问题。下 图表示无压含水层，水从BC段渗入，经含水层流入 河中，设已经形成稳定流动。从某时刻t=0 开始， BC段渗入的净水换成含放射性示踪剂浓度为C0的污 水，试建立这一地下水污染的对流弥散问题的数学 模型(边值问题)。
污染物质输移基本模型的矩阵形式对一维、二维及 三维情况均成立，对大气、水环境模拟均适用。
(1)土壤环境模拟
考虑使污染物在土壤中迁移的载体仍为水相或气相， 对流作用和扩散作用仅存在于流动相中，通常土壤介 质对污染物的吸附作用较大，如选一微小单元体，此 时在单元体中污染物守恒原理应描述为： 单位时间通过对流和扩散作用进入单元体的污染物量 减去单位时间单元体中污染物的衰减量等于单元体中 污染物(包括流动相中污染物和固相吸附的污染物) 的变化率。于是可得土壤中污染质输移的基本方程
Dz
如单元体内污染物的反应符合一级反应动力学，则由衰减或生化降 解而减少的量为KC △ x △ y △ z △ t，单元体内污染物总量的变化 为
于是根据质量守恒原理，有
Dx Dy Dz

➢ 渗流的运动方程
对孔隙中水流的真实速度
dv '
f
v’，N-S方程仍然成立：
1
p
2
v
'
dt
渗流全断面上的平均流速与孔隙中水流真实速度存在关系：
v
=
nv’。将其代入1 dNv-S方f 程1，得p ：
2
v
n dt
n
假设渗流速度在各方向上的导数很小，质量力只有重力，则：
1
v h
2
v
ng t
将达西定律代入连续性方程，得：
kx
2h x 2
ky
2h y 2
kz
2h z 2
0
对于各向同性土体，连续性方程成为，即：
2h 2h 2h 0 x2 y 2 z 2
多孔介质中的N-S方程（也称为地下水运动方程）和连续 性方程，构成了封闭方程组。利用这两个方程，再加上边 界条件和初始条件，就可计算流速和水头。
➢ 渗透系数的确定
（1）经验公式估算法：目前，普遍适用的经验公式极少。 （2）实验室测定法：在实验室可较准确地测定土样的渗透系数。 （3）现场测定法：现场测量时，一般是通过钻井或挖试验坑，
采用抽水或注水的方式，测定其流量及水头损失等，从 而可由相应的理论公式反算出渗透系数。
§11.3 渗流基本微分方程
（2）数值法：数值方法又分为有限单元法和差分法两种。 （3）实验法：采用模型试验。
§11.4 渗流计算方法
➢ 两个简单的渗流解
1. 平面单向流
假设液体只沿x方向流动， 则连续性方程简化为：
d 2h dx 2
0
模型的边界条件为： x 0, h he
x L, h hB

多孔介质模型可以应用于很多问题，如通过充满介质的流动、 通过过滤纸、穿孔圆盘、流量分配器以及管道堆的流动。
多孔介质模型应用
我们为什么要应用多孔介 质模型？
基于多孔介质模型的数值模拟方 法最初被用于模拟换热器和核反应 堆中流体的流动和传热问题。换热 器中存在大量的换热管道和阻碍片, 要模拟具有500根换热管和10个阻碍 片的换热器中的流动,将需要1.5亿 个网格单元 ,这大大超出了目前计 算机的计算能力。 为此,PatankarSpalding提出了采 用分布阻力的方法,也称为多孔介质 模型的方法。之后sha等采用这种方 法模拟了蒸汽发生器和核反应堆堆 芯中流体的流动, Karayannis等模 拟了换热器中的流动,Prithiviraj 和Andrews模拟了三维换热器中的流 动。
式中m为通过板的质量流量，fA为孔的总面积，pA板的总面积(固体 与孔的和)，D/ t孔直径与板厚之比,C是随雷诺数和D/t变化的系数，其 值可以通过查表获得。在t/D>1.6,且Re>4000时，C近似等于0.98，其中 雷诺数是用孔的直径做特征长，孔中流体的速度做特征速度求出的。
将方程
代入上式，并除以板厚Δx=t可得：
催化排气净化器
汽车等的催化排气净化器（catalytic converter）简化模型如下图：
进口 多孔区 出口
催化转化器通常用于净化天然气和柴油发动机排除的废气， 废气中包含一氧化碳，氧化氮以及未燃烧的碳氢燃料等有害物 质。排除的废气在催化净化反应器中通过一个涂有金属催化剂 的陶瓷结构多孔区，所以在多孔区中的压力梯度和速度分布对 废气的净化效率有很大的影响。因此CFD分析用于设计高效的催 化转化器。本文模拟的催化转化器进出口两端对称，总长 260mm.多孔区长80mm，直径100mm，进出口直径30mm。

a.利用渗透率与岩层电阻率的关系 b.利用地震属性 c.核磁共振法 d.利用渗透率与孔隙率等参数的函数关系
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参考文献
[1]贝尔．多孔介质流体动力学[M]．北京：中国建筑工业出版社，1983，8．
[2]孔祥言．高等渗流力学[M]．合肥：中国科学技术大学出版社，1999．
[3]A.E.Scheidegger．The Physics of Flow through Porous Media[M]．New York: Macmillan Co., 1957．
指多孔固体骨架构成的孔隙空间中充满单相或 多相介质。
典型的多孔介质有土壤、海绵、面包、砂岩等。
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1
2.多孔介质都有哪些基本参数？ a.结构参数： 孔隙率、比面、迂曲度等 b.特性参数： 渗透率、水力传导系数、饱和度等
二、渗透率相关概念 1.渗透率定义
表述了在一定流动驱动力推动下，流体通过多 孔介质材料的难易程度。
1.分形法 已有文献已证明多孔介
质的微观孔隙结构具有分形 特征，通过理论计算可以得 到渗透率与分形维数等参数 之间的数学模型。
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16
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3.反演法
根据少量已知参数通过各种最优化方法对渗透 率进行反演，通常按照模拟地下水位与实测地下水 位最为接近的原则来决定各岩体分区的渗透参数。
[4]Manwart, U.Aaltosalmi．Lattice-Boltzmann and finite-difference simulations for the permeability for three-dimensional porous media[J]．PHYSICAL REVIEW E, 2001．

• Resolve all geometry (FAVOR)
• Geometry represented as volume fraction (porosity) open to flow
• Compute pressures and velocities • Assume flow is uniform over cell
PmucK1/2u2
x K
where = fluid density
viscous
transitional
inertial
Understanding FLOW-3D®’s Drag Model
• 由于流体在多孔介质中受到的很多阻力太小而无法求 解，所以用一个均布的阻力系数来计算：
N-S张量方程
u t V 1 f A fu u 1 p V 1 f A fu G K u
– Pressure difference across this
saturation front is dictated by a
user-defined capillary pressure
(Pcap)
d
Pcap
4cos
d
s Concave case (lower pressure in
a
liquid) is assumed to have +ve Pcap
• 激活 Porous media 多孔介质物理模型 • 创建 porous component (s) 多孔材料
Setting Up A Porous Media Simulation
Porous media simulation setup steps:
1) Decide flow type: Saturated or Unsaturated

其张量为： K i' j' (i’,j’=1,2,3)。
变换规律为：
K i' j' ai'i a j' j K ij
单相渗流连续性方程的张量形式为：
DD(() d)ivv00
DtDt
为可地以层略去
孔隙度
对于稳定渗流
若流体是不可压缩的
divv 0
ivi 0
vx vy vz 0 x y z
Kp g
但是对某些低渗气层可能不适用，此时可以采用综合
压缩系数：
K
K
g Cr g (Cr C g )
2 气体的稳定渗流 气体稳定渗流的基本方程如下： 运动方程
v K p
状态方程 若是理想气体，则有：
P RT
g '
K为渗透 率张量
连续性方程
D( g )
Dt
div(
g
v)
0
即：
5.5 双重介质渗流
定义
所谓的双重介质就是分别由裂缝和孔隙构成，二者 又是全空间叠合在一起且相互影响的一个统一的渗 流场。
把这种双重介质孔隙结构地层典型的化为由互相 垂直的裂缝系统和被裂缝系统所切割开的岩块组成， 这就是所谓的双重介质渗流模型。主要有Kozemi模 型、De.Swan模型和Warren-Root模型等，这样的 模型既能体现地层的双重孔隙性，也能体现其双重渗 透性。
对于不可压缩流体地渗流问题，引入运动方程即达西公式为：
v 1K u
K可以表示为：
K11 K12 K13
K K 21
K 22
K
23
K 31 K 32 K 33
在特殊情况下,渗透率张量K是实对称的,所以至少存在三个

⎛ ⎝⎜
ρ
→
v1
⎞ ⎠⎟
−
q
=
0
基岩系统
∂ ∂t
(φ2
ρ
)
+
div
⎛ ⎜⎝
ρ
→
v2
⎞ ⎟⎠
+
q
=
0
对于均质各向同性地层，上式中的对流项可以化简为：
div
⎛ ⎜⎝
ρ
→
v1
⎞ ⎟⎠
=
−
K1
μ
ρodiv
(grad
p1
)
div
⎛ ⎜⎝
ρ
→
v2
⎞ ⎟⎠
=
−
K2
μ
ρodiv (grad
p2
)
13
第二节 双重介质单相渗流的数学模型
⎛ ⎝⎜
r
∂p ∂r
⎞ ⎠⎟
(4)
式中：p —裂缝中的压力。
Kf
Km
Warren-Root模型示意图
19
第三节 双重介质简化渗流模型的无限大地层典型解
初始条件： t = 0,p(R,t) |t=0 = pi
内边界条件：
lim
r→0
⎛ ⎜⎝
r
∂p ∂r
⎞ ⎟⎠
+
η
k
∂ ∂t
⎛ ⎜⎝
r
∂p ∂r
⎞ ⎟⎠
1
第一节 双重介质油藏模型
双重介质定义
具有裂缝和孔隙双重储油(气)和 流油(气)的介质我们称之为双重介质。
在一般情况下，裂缝所占的储集空间大
大小于基岩的储集空间，因此裂缝孔隙
度就小于基岩的孔隙度，而裂缝的流油

— 运动粘滞系数(ｍ２／ｓ) —具有运动学量纲；
注意
水 空气
空气 水
1Pa=1N/m2
•
随着温度升高，粘滞系数 液体的下降、气体的上升
今后在谈及粘滞系数时 一定指明当时的温度
牛顿流体：μ＝const，所有气体及简单液体都是牛顿流体 理想流体：μ＝0，忽视粘滞性对流体的影响 -无粘性流体
T(K) =t(℃)+273.15
V 1 dV —体应变与温度增量之比(α－K－1) dT V dT
5 3 水 1.4 10（ K 1） — 不易膨胀 ;空气 3.7 10（ K 1） — 易膨胀
真实气体：PV = ZRT ——（Z—压缩因子，R—普适恒量）
理想气体： PV = RT —— Z = 1 （1克分子理想气体）

★ 诸物理量
1 u u Uv 0

U V
v 0

d U v 0 —宏观量
－－－是多孔介质孔隙中流体真实的平均流动速度 －－－渗透速度或真速度。
（2）渗流流速或假想速度——J 贝尔称为比流量 U v 0 1 V n u V d U v 0 U U 0 U v 0 v 0
§1-3
★ 宏观量与微观量
渗流物理量的定义

微观量：流体质点的物理量 ——与流体连续介质模型相对应。 宏观量：宏观的渗流物理量 ——与多孔连续介质模型相对应。
设 是流体质点的某种物理量 微观量 ，则多孔连续介质中P点 渗流的这种物理量 宏观量 定义为表征体元 u0 的孔隙体积 uv 0 上的平均值：
4 1000.0 9.800
40 992.2 9.730
60 983.2 9.642

多介质环境模型简介多介质环境模型的应用多介质模型的分类多介质模型的建立多介质环境模型最初是由cemc加拿大环境建模中心开发并用于解析计算化学物质在环境中的变化归趋的模型
环境多介质归趋模型
1
多介质环境模型简介
多介质模型的建立 多介质模型的分类 多介质环境模型的应用
2
多介质环境模型
3
多介质环境模型最初是由CEMC(加拿大环境建 模中心)开发并用于解析计算化学物质在环境中的变 化归趋的模型。模型建立在质量平衡的基础上，模 型建立的最重要原则是逸度代替浓度，从而简化化 学物质在环境相间迁移和分配的数学表达式。在稳 态或非稳态条件下，对所研究的环境相分别建立质 量平衡方程，通过计算得出数值解或分析解。
14
（一）模型概化 （二）污染物的环境迁移过程 （三）模型参数 （四）模型构建和计算 （五）模型验证
15
(一）模型概化
首先应该确定研究区域，包括研究区域的地
理位置和范围。然后要明确研究区域所涉及的
多介质环境，划分基本的环境相和子相。
一般而言，真实的环境系统和我们模拟的环
境系统之间存在一定的差距，在构建模型时，
种降解过程才是真正去除环境中污染物的唯一途径。多
介质环境模型中的反应过程主要包括水解反应、光解反
应、化学氧化还原反应和生物降解反应等。
在环境科学研究中，描述降解反应过程的动力学表达式
一般是一级或者二级动力学方程，而在多介质环境模型
中，多采用一级动力学方程。定义污染物降解反应过程
的通量为N，则：
N=VCk=VZkf=Df (2．3)
21
(三）模型参数
模型的输入参数包括研究区域(环 境系统)的环境属性参数、污染物的理 化性质参数和环境迁移参数。

二. 渗流的连续方程
1. 饱和 恒定 各向同性 渗流（了解程度）
ux
k x
H x
uy
k y
H y
uz
kz
H z
x
(kx
H x
)
y
(k y
H y
)
z
(kz
H z
)
0
条件：恒定—骨架没有渗流变形;
渗流液体为不可压缩 ? 均质时，如何简化
二. 渗流的连续方程
2 饱和恒定各项异性渗流（了解程度）
1250
1200
1150
1100
-500
-400
-300
流速矢量图
1395
-200
-100
0 X(m)
100
200
300
1281.52
400
500
Y(m)
1410 1400 13810390 1370 1360
1450
1400
1350
1300
1250
1200
1150
1100
等势线图 -500
-400
S=1 饱和 S<1 非饱和
空气 Va
水 Vw
骨架 Vs
Vv
V Vs
三.渗流简化模型

重点
总面积为A 实际过水面积
A' < A
实际流量
渗流模型流量 Q
A'
Q' A'u ' Q Au Q' A'u '
?模型流速u与实
际流速的关系 u '
三 渗流简化模型
❖ 流体和孔隙介质所共同占据的空间场，其边界形状和其它边界条件 保持不变；

多孔介质污染物迁移动力学题目：有机污染物在多孔介质中的迁移一、有机污染物的介绍土壤、地下水中的有机污染物主要以自由态、挥发态、溶解态和残留态等四种形态存在，其中残留态的部分是最难以去除的，残留量的多少是关系治理费用及治理时间长短的最关键因素。

本文以柴油为代表，对地下水饱和区中有机物的残留进行了试验模拟，与非饱和区的残余饱和度进行了比较，揭示了饱和区中有机污染物残余的特点，并深入分析了其机理。

结果表明，砂性介质中，地下水饱和区中有机污染物的残余饱和度显著大于非饱和区中的残余饱和度，因此可以有效地利用这一特性，通过降低地下水位使饱和区中部分残留态污染物转化为自由态，提高去除效率 ;与非饱和区中多孔介质粒径越小，残留量越大的特性相反，饱和区中测得的残余柴油饱和度随介质粒径的增大而增大。

不同水位变动速度的试验结果表明，水位变动速度对粘性大于水的柴油的残余饱和度影响可以忽略不计。

近年来，有关有机污染物泄漏后污染土壤和地下水的报道越来越多，特别是在工业化发达国家，有机物对土壤，地下水污染的研究和治理工作已成为当前环境保护工作中最为重要的一个方面。

由于有机物难溶于水并难于自然降解的特性，泄漏进入环境后，可能在自然环境中存留几年至数十年之久，污染人类赖以生存的土壤和地下水资源，破坏当地生态系统，威胁人体健康。

由于有机污染物在水中溶解度小，在研究和治理中被统称为非水相流体，即Non -aqueous PhaseLiquids，简称 NAPLS。

对此类污染物在地层中分布进行数值模拟时，基本都采用多相流理论。

事实上，除了多相流动外，绝大多数有机污染物在地下还会溶解和挥发。

尽管其溶解度相对于无机物而言可能很小，但由于绝大部分有机物的毒性远远高出无机物，其溶解度相对于用水标准而言往往会高出几个数量级。

如目前已发生的有机污染事故中很有代表性的污染物——三氯乙烯(TCE)，它在水中的溶解度约为 1000mg/L，而其饮用水标准是以μ g/L 计的。