岩溶管道,粗糙管长度,示踪实验,溶质运移,模型参数
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岩溶管道,粗糙管长度,示踪实验,溶质运移,模型参数
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岩溶管道粗糙管长度对溶质运移的影响
吉林大学学报(地球科学版) ›› 2026, Vol. 56 ›› Issue (5): 1703-1713.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20240140
岩溶管道粗糙管长度对溶质运移的影响
王正一1,孔垂寅1,赵小二1, 2, 武桂芝1, 梁江1, 李金成1
1.青岛理工大学环境与市政工程学院,山东 青岛 266520
2.中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏 徐州 221116
Impact of Roughness Length of Karst Conduits on Solute Transport
Wang Zhengyi1, Kong Chuiyin1, Zhao Xiao’er1, 2, Wu Guizhi1, Liang Jiang1, Li Jincheng1
1. School of Environmental and Municipal Engineering, Qingdao University of Technology, Qingdao 266520, Shandong, China
2. School of Resources and Geosciences, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, Jiangsu, China
摘要: 岩溶管道粗糙管壁可能导致穿透曲线的拖尾现象,深入探究岩溶管道粗糙管壁对溶质运移的影响,对于准确解译野外穿透曲线及预测岩溶管道中溶质运移过程具有重要意义。本文将野外岩溶管道概化为室内管道系统,用管壁粘有河砂的亚克力圆管表示岩溶管道粗糙管,设计不同长度的粗糙管,通过示踪实验研究粗糙管长度对穿透曲线的影响,并采用两区非平衡模型和暂时存储模型模拟实验穿透曲线,分析两种模型参数随粗糙管长度的变化规律。结果表明:1)随着粗糙管长度的增加,穿透曲线峰现时间提前;相比平滑管道,粗糙管道的穿透曲线宽度和拖尾程度显著增大。2)两种模型均可较好地模拟穿透曲线(Nash-Sutcliffe系数>0.99);随着粗糙管长度的增加,流动区或主通道的弥散度和流速均逐渐增大,主通道截面积和存储区截面积逐渐减小,流动区(主通道)和不动区(存储区)的交换系数逐渐增大。3)随着粗糙管长度的增加,流动区(主通道)比例逐渐降低,这是导致粗糙管穿透曲线拖尾程度大于平滑管的主要原因。
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