文档介绍：第卷第期温州师范学院学报自然科学版 Vol No
年月 JOURNAL OF WENZHOU NORMAL COLLEGE(Nat. Sci.) Apr.
土壤溶质运移边界层理论的研究
文红艳刘春平
(湖南师范大学资环学院湖南长沙)
摘要为有效地预测和控制污染物对土壤和地下水体的污染,溶质在土壤中的运移研究越来越
受到人们的关注利用边界层理论,可推求出溶质在土壤中浓度时空分布的显示解析表达式,这种显
示表达式便于溶质运移参数的获得溶质锋面位置的测定是利用边界层确定参数的关键所在,研究结
果表明,时域反射仪可以作为溶质锋面的探测手段边界层方法在室内和田间都是一种可行的确定运
移参数的方法,具有广泛的应用前景
关键词土壤;溶质运移;边界层理论;溶质锋面;时域反射仪
中图分类号X825文献标识码 A 文章编号1006-0375(2004)02-0096-04
土壤溶质运移的研究现状
化肥和农药使用量的增加,工业废水的大量排放,污染物的不当处理等,都能带来土壤和地下
水的重大污染农药、化肥、重金属等在土壤中的运移及其对土壤和水体的污染已成为全球性问
题~ 目前,已有大量描述溶质在土壤等多孔介质中迁移机理的理论模型随着研究的深入,模型
复杂性增加,估算不同模型运移参数也成为研究和关注的焦点~弥散系数和延迟因子是各类运移
参数中的研究重点,大多数迁移模型中都包括这两类参数模型参数估计方法有统计方法和确定性
方法两类统计方法因存在参数的不唯一性和不确定性等问题,在实际应用中受到限制确定性方
法是根据室内和现场实验条件下多孔介质中溶质运移模型的解析或近似解析结果确定运移参数,该
解析结果一般表示为溶质浓度和运移参数之间的隐式关系,因此可供求参利用的只是某些特殊点上
浓度与参数之间的关系,或在时空上测定若干浓度样本并按标准曲线尺度点绘曲线,由配线法反求
参数~ 确定性方法虽然具有概念清楚、参数估计唯一、计算精确等优点,但是这种方法不能同
时确定多个运移参数,对 BTC 曲线数据利用有限,实验操作复杂且很难避免随意性,很难应用于实
际,并未得到广泛的应用
边界层理论模型
众所周知,一些物质如热、质量在土壤中都有一个可供观测的信息,即边界层随时间的运动过
程边界层理论最早被用于解决热传递和质量传递中遇到的问题~ 在溶质运移中,也存在一个
溶质锋面,利用有色液体作示踪剂,可明显观察到有色锋面随时间的推移 Shao 等将边界层理论应
用于土壤溶质运移方程的求解提出了确定对流-弥散方程CDE)中参数的边界层理论模型得
出了溶质深度(土壤表层到溶质运移锋面的距离)与时间之间显示关系利用这个关系可以同时确
定弥散系数和延迟因子这两个基本运移参数
稳态水流条件下,均质土壤一维瞬态溶质运移由对流-弥散方程(CDE)来描述:
¶C ¶ 2 C ¶ C
R r = D r  V r ()
¶t ¶x 2 ¶x
收稿日期
作者简介文红艳( ), 女,甘肃临洮人,硕士研究生研究方向:污染防治与治理
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第期文红艳等土壤溶质运移边界层理论的研究
式中 Cr 是土壤残余浓度;D 是弥散系数;V 是孔隙平均水流速度;R 是延迟因子;x 是位置;t
是时间
根据边