1、由于多孔介質(zhì)的復(fù)雜性、空間變異性及多尺度性，其污染物運(yùn)移機(jī)理及定量計(jì)算仍然是水文地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。本文在收集、整理國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一個(gè)長(zhǎng)200cm，寬10cm，高3cm的有機(jī)玻璃六面體，分別裝填不同粒徑的石英砂和不同圓曲率的石英砂、白玉石、玻璃珠，以惰性的亮藍(lán)作為示蹤劑，模擬多孔介質(zhì)中水流及污染物運(yùn)移行為。采用數(shù)字成像與Matlab圖像處理技術(shù)進(jìn)行圖片校正處理分析，建立亮藍(lán)濃度與圖片RGB之間的定量關(guān)系以確定溶質(zhì)濃度

2、。不僅做出某一距離處的濃度-時(shí)間穿透曲線，且做出某一時(shí)刻的濃度-距離穿透曲線，并運(yùn)用ADE的解析解分別對(duì)其進(jìn)行擬合，以便更全面的了解污染物的時(shí)空變化。此外，本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)詳細(xì)地研究了不同條件下彌散系數(shù)D與流速v的定量關(guān)系，不僅分析了顆粒性質(zhì)對(duì)其關(guān)系的影響，同時(shí)也研究了實(shí)驗(yàn)室尺度對(duì)其影響。分析多孔介質(zhì)水流與溶質(zhì)運(yùn)移影響因素及規(guī)律，得到主要結(jié)論如下:
　　(1)研發(fā)了利用拍照法進(jìn)行多孔介質(zhì)污染運(yùn)移實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)，準(zhǔn)確度高。利用取樣法與

3、拍照法對(duì)比，檢驗(yàn)拍照法的準(zhǔn)確度。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)兩者相關(guān)系數(shù)R2為0.9964，說(shuō)明拍照法精度較高，同時(shí)解決了因傳統(tǒng)取樣檢測(cè)方法往往導(dǎo)致污染物質(zhì)量不守恒的難題。
　　(2)不同模擬實(shí)驗(yàn)條件下，地下水平均流速與水力梯度的關(guān)系符合傳統(tǒng)的達(dá)西定律。通過(guò)水力實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)流速v與水力梯度J成線性關(guān)系，且線性相關(guān)系數(shù)R2值較高，不同實(shí)驗(yàn)條件下其值均大于0.99。
　　(3)分別得到不同實(shí)驗(yàn)條件下污染物濃度隨時(shí)間以及濃度隨距離的穿透曲線，建

4、立了對(duì)流彌散方程，獲得了解析解，發(fā)現(xiàn)盡管在達(dá)西流條件下，不同模擬介質(zhì)中穿透曲線與模型擬合總體精度較好，但均會(huì)出現(xiàn)早到與拖尾現(xiàn)象，即出現(xiàn)了非費(fèi)克運(yùn)移，且這種現(xiàn)象隨著粒徑的增大及圓曲率的減小而更明顯。
　　(4)不同條件下彌散系數(shù)D的值受多種因素影響，其值隨著粒徑的增大、流速的增大和運(yùn)移距離的增大而增大，而隨圓曲率的增大而減小，表明彌散系數(shù)具有一定的尺度依賴性。
　　(5)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)條件下彌散系數(shù)D與流速v的關(guān)系呈現(xiàn)明顯的雙對(duì)數(shù)線