[发明专利]一种吹填区底泥盐分扩散系数中尺度试验测定方法

摘要

本发明公开了一种吹填区底泥盐分扩散系数中尺度试验测定方法，属于环境技术领域，搭建若干组相同厚度底泥，不同水位下底泥盐分释出的试验平台；通过将土壤电导率传感器布设在底泥中，将水体电导率传感器布设在底泥‑水交界面和水体中间位置，利用标定的研究区土体及水体电导率与含盐量的相关曲线将监测所得电导率数据转换为含盐量，再利用GMS软件搭建与试验平台对应的数值模型，通过拟合含盐量‑时间序列数据获取中尺度下底泥盐分释出的分子扩散系数以及盐分在水体中的分子扩散系数。本发明综合搭建了中尺度底泥盐分扩散系数中尺度试验平台和相应数值模型，实时监测底泥及水体中的盐分释出及迁移情况，并通过数值模型拟合获取底泥及水体中的盐分扩散系数，精度较高。

主权项

1.一种吹填区底泥盐分扩散系数中尺度试验测定方法，其特征在于：包括以下步骤：1)现场采集吹填区的底泥放置于试验装置内；2)将底泥铺平并静置，测试底泥表面，中部和底部电导率并取样测试其含盐量；3)配置固定含盐量的水体，并将水体沿筒壁注入试验装置中，每组试验装置的水体厚度保持一定；4)搭建现场监测系统：将土壤电导率传感器布设在底泥中，将水体电导率传感器布设在底泥‑水交界面和水体中间位置，记录土体和水体中的电导率变化情况；将电导率探头与数据采集器连接；5)标定底泥和水体中的电导率与含盐量标准曲线：在吹填区现场不同位置和深度采取底泥样品，利用电导率仪测试其电导率值，测试其含盐量，标定其相关关系曲线；采取现场地表水体，配置不同浓度的样品，利用电导率仪测试其电导率值，利用质量法测定其含盐量，标定其相关关系曲线；6)利用上述相关曲线将底泥和水体中的电导率监测数据转换为含盐量数据；7)底泥中的盐分主要通过分子扩散进入到水体中；描述盐分在底泥和水体中的扩散过程为对流弥散方程，具体如下：在底泥中：在水体中：在水体‑底泥界面：式(I)、(II)和(III)中：C₁为盐分在底泥中的浓度，g/L；C₂为盐分在水体中的浓度，g/L；D₁为盐分在底泥中分子扩散系数张量，m²/d；D₂为盐分在水体中分子扩散系数张量，m²/d；V为实际平均水流速度，m/d；C₀₁为底泥中盐分初始浓度，g/L；C₀₂为水体中盐分初始浓度，g/L；θ为底泥有效孔隙度；Γ₁为底泥底部零通量边界；Γ₂为水体顶部零通量边界；Γ₃为水体与底泥的接触边界；采用有限差分数值法求解该数学模型，预测盐分从底泥中释放到水体的过程。