报告题目：裂隙含水层溶质反常输运机理分析及升尺度建模

报  告 人：孙洪广  教授

邀  请 人：曹志先  教授

时      间：2025年3月31日（星期一）上午9:30

地      点：水资源国重大楼A区202会议室

报告人简介：

孙洪广，博士，教授，博士生导师，入选教育部国家级青年人才计划。围绕水土污染精细模拟，开展了研究工作，在Water Resources Research等期刊发表高质量论文100余篇，出版专著3部。发表论著共被引用超过8000篇次，连续三年入选爱思唯尔中国高被引学者。主持承担了国家自然科学基金4项，中美、中俄、中塞和中波等国际合作交流项目5项，其他项目10余项。学术兼职包括中国力学学会环境力学专业委员会副主任、中国自动化学会分数阶系统与控制专业委员会副秘书长、江苏省力学学会流体力学专业委员会副主任、江苏省力学学会环境与灾害力学专业委员会秘书长。担任4个SCI期刊的副主编或编委。

报告简介：

复杂几何结构主导了裂隙含水层中的污染物传输，介质的尺度效应导致溶质传输具有复杂的反常迁移机理，很难在大尺度上对介质结构和溶质传输进行精细刻画。现有升尺度模型在刻画介质结构对污染物迁移的影响方面存在不足，模型参数不易获取。本研究分别在单裂隙尺度和裂隙网络尺度下对溶质迁移过程进行了研究。因此，需要结合介质结构特征分析溶质反常迁移机理，构建一个升尺度模型来有效模拟裂隙含水层中溶质的长时间输运。在单裂隙尺度下，我们在考虑基质扩散的情况下对粗糙单裂隙结构中的溶质迁移进行升尺度建模，基于分数阶微积分构建了时间分数阶对流-弥散模型，将裂隙粗糙结构特征引入升尺度模型，量化了粗糙裂隙壁面对溶质传输的影响。结果分析表明粗糙裂隙壁面增强了基质对溶质的阻滞作用，使得穿透曲线的峰值浓度更低，峰值到达时间更晚；在裂隙平均流速恒定的情况下，粗糙的裂隙结构不会影响穿透曲线后期的拖尾浓度，可将粗糙裂隙简化成平行板结构对后期的溶质输运进行描述。在裂隙网络尺度下，分析了裂隙网络流场的非均匀性分布特征，基于裂隙网络几何结构和流场特征构建了具有微分积分形式的裂隙网络溶质迁移升尺度模型。量化了裂隙含水层中的横向水动力弥散，基于构建的升尺度模型分析得出裂隙密度决定了溶质幂律拖尾衰减的速度。最后成功地将升尺度模型应用于场地污染物迁移规律的分析和预测。

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