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本文开展了含优先流一维溶质运移试验,并基于试验数据进行了溶质运移曲线的提前穿透和拖尾分析及数值模拟研究。在试验正式开始之前,对砂样的孔隙度和渗透系数等物理性质进行了测定,砂槽平均孔隙度为0.293,平均渗透系数为46.14m/d。随后在长度为14.5m,横截面为10cm×10cm的水平玻璃长槽进行了一维溶质运移试验,使用氯化钠为示踪剂进行定浓度连续投放试验,待砂槽取样点浓度全部达到峰值后换清水进行淋滤试验。试验选取0.15mm~0.3mm粒径范围的河砂作为介质,砂样表面与顶部玻璃之间留有一定空隙,形成了优先流,设置0-750cm处优先流平均高度大于750-1400cm处。第一次试验穿透阶段进行了18720分钟,淋滤阶段进行了11280分钟,总时间为30000分钟,第二次试验穿透阶段进行了18450分钟,淋滤阶段进行了24660分钟,总时间为43110分钟。砂槽一侧设置了等间距的13个取样口,取样间隔最初为6-12h,其后为8-14h,测定各取样点电导率,由标准曲线计算出实测浓度。第一次试验每个取样点取样47次,总计取样611次。第二次试验每个取样点取样42次,总计取样546次。最后给出实测C-t曲线。此外,根据试验条件构建了模型,使用FORTRAN语言进行编程求解,对每条溶质运移曲线进行了拟合。根据拟合结果,对模型的模拟效果进行了分析。具体结论如下:1)对两次试验砂槽流速进行了测定,测定结果为:第一次试验0-750cm段砂槽断面平均流速为0.0054 cm/min,750-1450cm段砂槽断面平均流速为0.092cm/min;第二次试验0-750cm段砂槽断面平均流速为0.0054 cm/min,750-1450cm段砂槽断面平均流速为0.0882 cm/min。试验结果表明,砂槽前后两段流速相差较大,0-750cm段砂槽流速远小于750-1450cm段砂槽流速,由此将砂槽分为两段便于分析。2)对于试验获得的溶质运移曲线进行了分析,两次试验中,第二段砂槽前端取样点浓度穿透速率比第一段砂槽后端取样点穿透速率快;两次试验中,第二段砂槽取样点浓度淋滤速率比第一段砂槽取样点淋滤速率快。上述结果表明在溶质运移阶段出现了提前穿透现象和拖尾现象,这些现象均为含优先流的溶质运移明显特征。3)构建模型对含优先流溶质运移进行了模拟,模型较好地拟合了实测C-t曲线的整体趋势,并且对穿透过程中的提前穿透及淋滤阶段的拖尾现象均有所体现,但并不能完全拟合这些现象。模型拟合砂槽弥散度为2cm,孔隙度为0.3,穿透阶段第一段砂槽与优先流交换系数为0.003,第二段交换系数为0.5,淋滤阶段第一段砂槽与优先流交换系数为0.00005,第二段交换系数为0.5。模型参数中的交换系数对模拟结果影响很大,弥散度对拟合效果影响较小。模型模拟未发现弥散尺度效应存在。4)对模型模拟存在的误差进行了分析,本次模拟将优先流概化为两段,每段优先流高度不变,而实际装填中优先流高度并不完全均匀;模型参数中的断面平均流速与实际流速并不完全相同;此外,由于试验时间跨度大,试验过程中温度变化较大,温度变化也会影响水的粘滞系数,导致砂槽流速变化。