均质介质中污染物迁移的分数微分对流-弥散模拟

摘要：

基于Lévy运动理论的分数微分对流-弥散方程(FADE)是研究多孔介质中污染物的迁移过程的新方法.在有关研究的基础上,在FADE中引入了延迟系数R,将其扩展应用于模拟吸附性污染物的迁移问题.根据非线性最小二乘原理,构建了稳定流场阶跃输入条件下模型参数的求解方法,编制了相应的参数求解程序FADEMain.利用FADEMain对均质短土柱中Cd和NH4+-N的迁移和长土柱中NaCl的迁移进行了模拟分析.研究结果表明:FADE模拟的浓度值与实测的浓度值具有较好的一致性,与对流-弥散方程(ADE)相比,FADE对穿透曲线的前端部分(出流浓度曲线的初始部分)和后端部分(出流浓度曲线的尾部)具有较好模拟的结果,说明FADE可以较好地模拟吸附性污染物在均质介质中的迁移特征;短土柱中Cd和N+4-N的弥散系数随迁移距离变化较小.长土柱中ADE的弥散系数介于0.05～2.74之间,FADE的弥散系数介于0.11～1.62之间,且二者的弥散系数随迁移距离的增大而增大,亦即利用FADE研究污染物的迁移问题仍然存在弥散的尺度效应问题,但FADE的弥散尺度效应小于ADE的弥散尺度效应.

关键词：污染物、分数微分对流-弥散方程、Lévy运动、尺度效应

所属期刊栏目：35

分类号：X5(环境污染及其防治)

资助基金：国家自然科学基金G1999045706;中国科学院资助项目50279025;50339030;50479011

在线出版日期：2006-01-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：249-254