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地下水与污染物迁移实验解说
地下水并非所有地下积水同时沿同一方向移动，而是由水头差驱动。改变水力传导系数、井的抽水量、污染源和井的位置，比较流线。井改变周围水流后，污染物的迁移路径也可能改变。
它是怎么工作的？
地下水向水头较低的一侧流动，并在井附近汇聚。污染物到达时间随流速、位置、扩散及抽水条件而变化。
关键关系
q=−K∇h · v=q/n · n=0.25
尝试这个实验
- 先迭代计算稳态水头，再模拟 100 kg 污染物的迁移。观察背景颜色、等水头线、箭头和红色污染云。污染物在井所在网格中达到 0.01 kg 时，会发出提示音。
- 在相同位置和流量下，运行 K=10 和 5 m/天，并记录 300 天的分布/模型到达时间。
- 保持 K=10，仅改变给水量或井的垂直位置。比较总质量平衡，包括边界流出和羊膜腔流出。
解读您的结果
当 K=10 m/day、水力梯度大小为 0.01、n=0.25 时，结果是多少？
达西流速的大小为 K×水力梯度=0.1 m/day，孔隙实际流速为 q/n=0.4 m/day。均匀直线流动的时间等于距离除以速率。
假设与限制
该模型使用一个 40×20 栅格，间隔为 5 米，厚度为 1 米，采用均匀的 K 值，渗透率 n=0.25，以及扩散系数 0.2 m²/天。水头保持在左/右侧 11.95/10 米；顶部和底部边界是不可渗透的。采用最多 12 次迭代/更新，总迭代次数达到 1800 次，或变化小于 1e-8 米时停止。采用稳定时间步长，使用迎风扩散和保守扩散。 0.01 kg 阈值在井的单元中，计算出到达时间，这并非观测预测。 反应、吸附和异质层已被忽略。