土壤中水分和溶质运移过程的反常扩散建模.pdfVIP

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2018-03-10 发布于天津
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土壤中水分和溶质运移过程的反常扩散建模.pdf

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土壤中水分和溶质运移过程的反常扩散建模

国际华人青年水科学协会(CYWater)2014夏季会议，北京，2014年7月12日土壤中水分和溶质运移过程的反常扩散建模报告人：孙洪广河海大学，水力学与流体力学研究所 Email ：shg@ 1/20 目录 • 研究背景 • 非饱和土壤中水分过程建模 • 土壤分形介质构建和随机行走 • 结论与展望 2/20 反常扩散 • 反常扩散一般是指不遵守Fick扩散定律或布朗运动规律的扩散行为。 H=0.5 正常扩散过程（Fick扩散定律） H0.5 超（快速）扩散过程反常扩散过程 H0.5 次（慢）扩散过程 R. Metzler, J. Klafter, Physics Reports 339 (2000) 1-77 3/20 研究的必要性与范围 • 水分或溶质扩散或迁移过程的机理分析是环境和工程研究的基础课题之一； • Fick扩散定律是分析溶质在均匀介质中运移的基本工具，但是实验和实测结果表明各向异性介质中的扩散行为一般不符合Fick扩散定律； • 污染物扩散或迁移过程机理分析的核心问题之一是复杂介质中反常扩散（非Fick扩散）过程的分析与模拟； • 本文研究复杂介质中的反常扩散统计建模与应用，本文考虑的复杂介质主要是土壤。 4/20 非饱和土壤中水分扩散 Richards 方程 Boltzmann尺度律 1/ 2 x ()t HG Sun, et al. Adv. Water Res. , 52(2013): 292-295 5/20 非Boltzmann尺度律现象 x  ()t/ 2 , 0  2, 1.0, Data source medium /2 Nielsen et al. (1962) Hesperia sandy loam wet at -100 0.344 mb Nielsen et al. (1962) Hesperia sandy loam at -50 mb 0.384 Nielsen et al. (1962) Columbia silt loam wet at-100 mb 0.425 El Abd and Milczarek (2004) White siliceous brick (sil #1) 0.430 Rawlins and Gardner (1963)