郑纪勇[1]2001年在《土壤中溶质运移的边界层方法》文中认为工业叁废的排放、农业生产中化肥的流失、农药的大量施用以及放射性物质的地下埋放导致了地下水污染，严重威胁了人类的生命健康。为了确定污染的危害程度，必须了解污染物在多孔介质中的运移规律和预测其动态分布，因此需要建立各种条件下的数学模型和估计模型的各个参数。边界层方法为确定溶质运移参数提供了方便，但在应用中的可行性还未进行试验研究，且应用边界层方法确定溶质运移参数之前，首先需要解决的一个问题是如何确定边界层的位置。本文根据国内外目前广泛采用的可视化示踪离子运移和原状土壤中探测离子浓度变化的手段，研究了亮兰食品染色剂和TDR作为示踪和探测溶质锋手段的适宜性及边界层方法在实际应用中确定参数的可行性。研究结果表明： 1．亮兰染色剂在土壤中有本身的化学反应和吸附解吸规律，因而应用染色方法所得边界层估计的溶质运移参数远大于Cl~-的运移参数。说明了染色剂在水溶液中虽然以阴离子状态存在，但由于其特殊的分子结构，仍然可以被土壤吸附，边界层运动滞后于Cl~-，因而染色剂不能准确地指示Cl~-边界层的运动状况。 2．根据边界层理论，边界层的深度与时间呈显着的线性相关，染色剂指示的Cl~-的边界层也呈显着线性相关，因此可以找出染色剂所指示的Gl~-的边界层与Cl~-的实际边界层之间存在的关系，对染色剂指示的边界层位置进行修正。四种土样中，修正后的染色剂所指示的Cl~-的精确的边界层位置为：风沙土中：d_(cl)=5.39d_(dve)-6.12，容重为1.30、1.25、1.20g／cm~3黄绵土中分别是：d_(cl)=9.96d_(dve)-22.71；d_(cl)=9.41d_(dve)-12.89；d_(cl)=5.51d(dve)-8.33。对染色剂指示的边界层的位置进行修正后，使得使用染色剂指示Cl~-的边界层位置应用边界层方法准确确定Cl~-的运移参数成为可能。 3．从TDR探测溶质锋和浓度变化的过程可知，在溶质锋没有到达探测点时，TDR－11－土壤中溶质运移的边界层方法一 显示的盐度值为一恒定值，溶质锋到达后，盐度值开始并逐渐上升，且TDR探 测的浓度变化的整个过程与穿透曲线极为相似，说明用TDR在探测溶质锋具有 ． 较好的可行性，为利用边界层方法确定溶质运移参数提提供了一个良好的监测溶 质锋的手段。4．用瞬时边界层方法确定的溶质运移参数与经典的穿透曲线拟合法确定的参数进 行比较，两者估计的水动力弥散系数①）极为相近，但瞬时边界层方法估计的 延迟因子m）比穿透曲线拟合得到的 R值大，这可能是由于 TDR确定的边界层 相对于实际边界层滞后造成的。5．瞬时边界层法在一定时间内预测的浓度剖面同精确方法预测的浓度剖面基本一 致，说明在一定的条件下可利用边界层方法进行溶质运移参数的估计并可用于预 测污染物在土壤剖面上的动态分布。6．微小通量边界层方法是在瞬时脉冲条件下推导的，本文把连续输入处理为一次输 入量较大的脉冲输入，取k＝0．0001时延迟因子R与穿透曲线拟合方法得到的R 值非常接近，而扩散弥散系数D值相差较大。随假设k值的变小，该方法得到的 D值逐渐变小。通过计算机模拟，发现TDR探测边界层的滞后是造成D值较小的 一个原因。
文红艳[2]2005年在《土壤溶质锋运移及参数估计的实验研究》文中指出工业叁废的排放、农业生产中化肥的流失、农药的大量施用以及放射性物质的地下埋放等导致了地下水污染,严重威胁了人类的生命健康。为了确定污染物质的分布范围和危害程度,需要了解污染物在多孔介质中的运移规律和预测其动态分布,因此根据场地条件描述污染物质迁移转化的数学模型以及估算模型参数是有重要的理论和实际意义。 边界层方法是以CDE方程为基础,结合边界层条件,通过对溶质在土壤中运移过程溶质锋面的描述和概化,可推求出溶质在土壤中浓度的时空分布显式解析表达式。这里,边界层指的是溶质锋面到土壤表层的距离,它是时间的函数,边界层运动是多孔介质中溶质质点运动的宏观表现,本身不对溶质运动的大小和方向产生约束,而是相当于自由边界,具有可观测性,但不具有可控制性。边界层方法推导出的时间与边界层距离之间这种显式解析表达式可以用来估计溶质运移模型方程中的参数。 边界层方法估计的溶质运移参数与穿透曲线程序拟合法所确定参数进行比较,两者估计的参数有一定的偏差。由于TDR在探测溶质锋面时,由于受到本身灵敏度的影响,有一定的滞后现象,这可能是造成这种偏差的一个原因。另外,研究结果还表明,微小边界层法在确定运移参数方面,较瞬时边界层法表现出更高的精度,这说明了微小通量边界层方法在推导过程中,定义边界层上有一小的溶质通量ε_0是合理的。该溶质通量在数值上可定义为仪器观测误差。在利用微小通量边界层法确定参数时,如何确定系数A也是一个关键,也是影响参数估计的一个原因。 在应用边界层方法确定运移参数时,溶质运移锋面位置的判断是一个关键。时域反射仪(TDR)是一种测定范围一定、没有干扰、能连续测定土壤中不同时间、不同浓度的含水量和溶质含量变化。近年来被广泛用于土壤水分和土壤溶质的运移研究。在理论上,当土壤中的溶质浓度发生变化时,TDR探测到TDR Level值就会发生变化,本文以TDR作为判断溶质锋面位置,结合边界层方法,估计土壤溶质运移中两类常见的参数弥散因子D和延迟因子R。本文从实验的角度对TDR作为判断溶质锋面的方法是可行性进行了研究。研究结果表明,在溶质锋面没有到达探测点时,TDR所显示的TDR Level值为一恒定值,溶质锋面到达后,TDR Level开始逐渐下降,这种有规律的变化
参考文献：
[1]. 土壤中溶质运移的边界层方法[D]. 郑纪勇. 西北农林科技大学. 2001
[2]. 土壤溶质锋运移及参数估计的实验研究[D]. 文红艳. 湖南师范大学. 2005
标签：自然地理学和测绘学论文; 农业基础科学论文; 农艺学论文; 边界层论文; 环境污染论文;