土壤气相抽提过程中多孔介质扰动的数值分析

摘要：

基于质量守恒与流体达西定律推导水气二相流动的连续性微分方程,进而结合饱和度～相对渗透率～毛细压力耦合关系构建二相流动数学模型,并建立多孔介质孔隙度变化与水气二相饱和度之间的数学关系,最终实现多孔介质扰动时空变化的定量表征.案例模拟分析结果表明:对于特定场地而言,抽提影响带的空间形态与抽提真空度密切相关,抽提真空度越大,影响半径及影响带内的气流速度越大,本案例中抽提真空度在11kPa和31kPa时的抽提影响半径分别达到8.5m和9m;在抽提过程中,孔隙度及渗透率随时间呈现先增加后稳定的显著变化,达到稳定所需的时长及其变幅则与离抽提段的空间距离成反相关,抽提压力为0.7×105Pa、特征参数C=0.8的情景模拟显示:距离抽提段1m的P1点在约40min后孔隙度达到稳定、增幅为0.0387,而较远的P4点,距抽提段水平距离为3m,约在60min后达到稳定、增幅为0.0031,相应地,P1和P4点介质渗透率分别从1.18×10-11m2增加至2.22×10-11与1.25x10-11m2;在相同抽提压力下,孔隙度增幅与关键参数C值成正相关,抽提压力为0.9×105pa、C=0.1和0.8时的孔隙度最大增幅分别约为0.009和0.055;相同参数C条件下,孔隙度增幅与抽提压力成正相关,C=0.8、抽提压力为0.7x105Pa时的孔隙度最大增幅则达到0.066.

关键词：土壤气相抽提、二相流动、多孔介质、扰动、数学模型

所属期刊栏目：33

分类号：P641;X53(水文地质学与工程地质学)

资助基金：中国科学院东北水项目群项目KZCX2-YW-Q06-2;国家"863"项目2007AA06Z343

在线出版日期：2013-05-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：448-454