意義與機制
水頭是以長度表示位置與壓力綜合效應的量。決定地下水流動的是空間中的水頭差,不能只看地表坡度。
更大的滲透電導率,使得在相同的壓力頭梯度下,更多的水可以流動。 抽水井改變了周圍的壓力頭和流線,從而影響汙染物傳輸路徑。
關係與條件
達爾西流速為 q = -K∇h,而在一個簡單的模型中,平均孔水速度為 v = q/n。由於後一項除以孔隙率 n,這兩個速度通常不同。
真實汙染物遷移也依賴於吸附、反應、異質層以及擴散。該模擬的到達時間,適用於其指定的濃度臨界和假設的地下水條件。
觀察實驗中需要注意的事物
地下水向水頭較低的一側流動,並在井附近匯聚。汙染物到達時間隨流速、位置、擴散及抽水條件而變化。
該模型使用一個 40×20 柵格,間隔為 5 米,厚度為 1 米,採用均勻的 K 值,滲透率 n=0.25,以及擴散係數 0.2 m²/天。水頭保持在左/右側 11.95/10 米;頂部和底部邊界是不可滲透的。採用最多 12 次迭代/更新,總迭代次數達到 1800 次,或變化小於 1e-8 米時停止。採用穩定時間步長,使用迎風擴散和保守擴散。 0.01 kg 臨界在井的單元中,計算出到達時間,這並非觀測預測。 反應、吸附和異質層已被忽略。
關鍵關係與符號
q=−K∇h · v=q/n · n=0.25
| 符號 | 含義 | 單位 |
|---|---|---|
| K | 水力傳導係數 | m/day |
| h | 水頭 | m |
| n | 孔隙率 | 0~1 |
透過範例確認
當 K=10 m/day、水力梯度大小為 0.01、n=0.25 時,結果是多少?
達西流速的大小為 K×水力梯度=0.1 m/day,孔隙實際流速為 q/n=0.4 m/day。均勻直線流動的時間等於距離除以速率。
常見誤解
- 地下水並非總是像河流一樣,沿地下的大型空洞通道流動。
