水動力學彌散

指可溶性物質進入地下水後隨著水的運動占據愈來愈大的體積過渡帶不斷加寬的現象。

基本介紹

• 中文名：水動力學彌散
• 外文名：Hydrodynamicdispersion

水動力學彌散係數

是土壤水鹽運移的一個重要參數，多見於土壤模型之中。表征一定流速下，多孔介質對某種污染物質彌散能力的參數。它在巨觀上反映了多孔介質中地下水流動過程和空隙結構特徵對溶質運移過程的影響。包括機械彌散係數與分子擴散係數。

機械彌散係數

指恆溫條件下多孔介質中流體所產生的溶質擴散效應。在總體上，水流應按某一平均流速運動。但由於孔隙、裂隙分布的不均勻，幾何形狀和大小的不同，實際上溶質示蹤物是沿著曲折的滲透途徑運動的，水流的局部速度在大小和方向上發生著變化，引起溶質在介質中擴散的範圍愈來愈大。機械彌散係數可以表征多孔介質中溶質示蹤物隨滲透水流運移的特性。機械彌散係數（Dh）與水流滲透速度（V）成正比，且與多孔介質顆粒的大小和分布有關，即Dh=λ2V，式中λ2為表征多孔介質平均粒徑及其不均勻特徵的參數。Dh的量綱為[L2/T]。機械彌散係數有兩個分量：縱向彌散和橫向彌散，前者是水流方向上的彌散作用；後者是垂直於水流方向上的彌散作用。在多孔介質中進行的實驗表明，縱向彌散比橫向彌散大5至20倍。

分子擴散係數

表征物質分子擴散能力的物理量，受系統的溫度、壓力和混合物中組分濃度的影響。根據斐克定律，組分A在組分B中的分子擴散係數，其值等於該物質在單位時間內、單位濃度梯度作用下、經單位面積沿擴散方向傳遞的物質量。

組分在氣體中分子擴散係數約10-5～10-4平方米/s，在液體中約為10-9～10-10平方米/s。在固體中約為10-9～10-14平方米/s。分子擴散係數的準確數值是通過實驗測定的。氣體和液體中的分子擴散係數，也用一些半經驗公式估算。