多孔介質(zhì)滲流與污染物遷移數(shù)學模型

內(nèi)容概要

　　多孔介質(zhì)中水分、熱量和物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學模型涉及諸多學科領(lǐng)域?！抖嗫捉橘|(zhì)滲流與污染物遷移數(shù)學模型》系統(tǒng)地介紹了多孔介質(zhì)滲流、傳熱、污染物遷移的基礎(chǔ)理論，以及濱海地區(qū)含水層海水入侵規(guī)律的最新研究成果，包括基本概念和定律、數(shù)學模型及其解析解和數(shù)值解、有限元和有限差分FORTRAN程序，以及模型應用等?！　　抖嗫捉橘|(zhì)滲流與污染物遷移數(shù)學模型》可作為環(huán)境科學與工程、水文學及水資源、土木工程、力學、農(nóng)學等學科的本科生、碩士和博士研究生的教材，以及科研人員的參考書。

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前言第1章 緒論1.1 為什么要學習這門課程(Why do We study this course?）1.1.1 學科發(fā)展的需要——定量化、精確化的需求1.1.2 學術(shù)研究的需要——揭示自然規(guī)律，重要的研究方法1.1.3 工程實踐的需要1.1.4 環(huán)境健康與生態(tài)學研究的需要1.1.5 水文及水資源研究的需要1.1.6 地球科學研究的需要1.1.7 服裝科學研究的需要1.1.8 巖土工程領(lǐng)域研究的需要1.1.9 土壤水分與溶質(zhì)遷移研究的需要1.1.10 地下水科學與工程研究的需要1.2 本課程的教學內(nèi)容(What do we want to study?)1.2.1 多孔介質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的基本概念1.2.2 多孔介質(zhì)滲流的基本定律1.2.3 飽和多孔介質(zhì)滲流數(shù)學模型1.2.4 非飽和多孔介質(zhì)滲流數(shù)學模型1.2.5 多孔介質(zhì)污染物遷移轉(zhuǎn)化的數(shù)學模型1.2.6 多孔介質(zhì)污染物遷移數(shù)學模型的解析解1.2.7 多孔介質(zhì)傳熱過程及數(shù)學模型1.2.8 濱海地區(qū)含水層海水入侵數(shù)學模型1.2.9 多孔介質(zhì)滲流與污染物遷移數(shù)學模型的數(shù)值解1.3 如何學習這門課程(How to study this course?)1.4 多孔介質(zhì)滲流與污染物遷移數(shù)學模型在環(huán)境領(lǐng)域的應用1.5 多孔介質(zhì)滲流與污染物遷移數(shù)學模型的研究進展與趨勢1.5.1 孔隙介質(zhì)滲流研究進展1.5.2 單裂隙滲流研究進展1.5.3 裂隙系統(tǒng)滲流研究進展1.5.4 巖溶介質(zhì)滲流研究進展1.5.5 多孔介質(zhì)滲流與應力耦合研究進展1.5.6 多孔介質(zhì)滲流與污染物遷移數(shù)學模型的研究趨勢第2章 多孔介質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的基本概念2.1 環(huán)境介質(zhì)特點2.1.1 多介質(zhì)遷移與轉(zhuǎn)化特點2.1.2 多界面遷移的非線性特點2.1.3 多組分特征2.1.4 多過程特征2.1.5 多相流特征2.1.6 多尺度轉(zhuǎn)化特征2.1.7 多場耦合特征2.2 土壤、含水層與地下水的基本概念2.3 地下水的研究意義2.3.1 地下水與水資源2.3.2 地下水與地質(zhì)過程2.3.3 地下水與巖土力學2.3.4 地下水與生態(tài)環(huán)境2.4 土壤與地下水污染2.5 土壤與地下水污染修復2.6 多孔介質(zhì)2.6.1 多孔介質(zhì)的定義2.6.2 多孔介質(zhì)的基本性質(zhì)2.7 連續(xù)介質(zhì)方法2.7.1 流體連續(xù)介質(zhì)2.7.2 多孔連續(xù)介質(zhì)2.8 有關(guān)滲流物理量的定義習題第3章 多孔介質(zhì)滲流的基本定律3.1 有關(guān)滲流的基本概念3.1.1 滲透與滲流3.1.2 滲透速度與滲流速度3.1.3 滲透壓強、測壓高度、位置高度、測壓水頭及總水頭3.1.4 水力坡度和等水頭線3.1.5 流線與跡線3.1.6 穩(wěn)定流與非穩(wěn)定流3.1.7 有壓流與無壓流3.1.8 緩變流與急變流3.1.9 層流與紊流3.1.10 一維流、二維流與三維流3.1.11 流線折射定律3.2 多孔介質(zhì)滲流基本定律——達西定律3.2.1 達西定律原著3.2.2 達西試驗數(shù)據(jù)分析（Glenn Brown，November19，1999）3.2.3 達西實驗及其公式3.2.4 變水頭砂柱滲流試驗3.2.5 達西實驗定律的適用范圍3.2.6 達西第二定律3.3 達西定律的擴展……第4章 飽和多孔滲流數(shù)學模型第5章 非飽和多孔介質(zhì)滲流數(shù)學模型第6章 多孔介質(zhì)污染物遷移轉(zhuǎn)化的數(shù)學模型第7章 多孔介質(zhì)污染物遷移數(shù)學模型的解析解第8章 多孔介質(zhì)傳熱過程與數(shù)學模型第9章 濱海地區(qū)含水層海水入侵數(shù)學模型第10章 多孔介質(zhì)滲流與污染物遷移數(shù)學模型的數(shù)值解主要參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：在土壤污染修復研究中，土壤是一種多相多組分的多孔介質(zhì)，污染物進入土壤后的吸附、遷移、化學反應、生物降解等一系列過程的描述，這門課程是基礎(chǔ)。污染物在土壤遷移、轉(zhuǎn)化、歸趨等環(huán)境行為的分析、模擬與預測；土壤環(huán)境質(zhì)量和工程影響評價；土壤污染修復方案的數(shù)值設(shè)計、土壤污染修復工程的后評估，都需要研究多孔介質(zhì)滲流與污染物遷移數(shù)學模型。在地下水科學與工程研究中，涉及的巖土介質(zhì)就是多孔介質(zhì)，地下水在多孔介質(zhì)巖土體中的遷移轉(zhuǎn)化，生物地球化學過程分析、地下水環(huán)境影響評價、污染物在含水層系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，地下水資源評價與合理開采，地下水污染修復方案的數(shù)值設(shè)計、地下水污染修復工程的后評估，都需要研究多孔介質(zhì)滲流與污染物遷移數(shù)學模型，用以定量化評估。這部分內(nèi)容是這門課程研究的重點。地熱田的開發(fā)和地熱能的利用，如地源熱泵系統(tǒng)通常是指能轉(zhuǎn)移地下土壤中熱量或者冷量到所需要的地方，通常熱泵都是用來作為空調(diào)制冷或者采暖用的。地源熱泵還利用了地下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力，冬季地源把熱量從地下土壤中轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi)，夏季再把地下的冷量轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi)，一個年度形成一個冷熱循環(huán)。利用地球深部地熱田或地下熱水，或地熱異常區(qū)地下熱水進行地熱發(fā)電，火力發(fā)電廠冷卻水地下回注等，要研究地下水熱遷移規(guī)律和熱場分析，涉及多孔介質(zhì)熱遷移問題。垃圾填埋場，的設(shè)計、監(jiān)測與評價：研究垃圾填埋場內(nèi)固相一氣相一液相相互作用過程與機理，分析多孔介質(zhì)變形一滲流一溫度一生物化學過程及數(shù)值模擬，又要涉及多孔介質(zhì)內(nèi)多相多組分問題，這是一個復雜的環(huán)境問題，這門課可以提供理論基礎(chǔ)。核廢料深埋處置問題：為了防止核廢料的污染，必須將核廢料尤其是高放射性核廢料深埋于地下3000～5000m的低滲透性巖層內(nèi)（花崗巖）。為保證核廢料的安全儲存，需要建造合適的場地。還有C02地質(zhì)埋存，需要研究多孔介質(zhì)巖體中CO2的儲存場地選擇和防止逃逸的潛在通道。這一研究涉及多孔介質(zhì)巖體滲流一變形一高溫一化學反應耦合問題，這門課程可以提供該方向研究的理論基礎(chǔ)。污水的濕地處理，需要研究濕地和植物、微生物相互作用對污染物的降解作用等，涉及多孔介質(zhì)滲流和污染物遷移問題。

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《多孔介質(zhì)滲流與污染物遷移數(shù)學模型》是由科學出版社出版的。

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