💧 地下水流速 & 纵向弥散系数

基于达西定律与一维对流-弥散理论 | 含水层参数经验参考

📐 输入参数

🪨 岩性快速填充 (选择后自动填充渗透系数K & 有效孔隙度n)

💧 渗透系数 K (m/d)

📦 水力梯度 I (无量纲, 一般0.001~0.05)

🧫 有效孔隙度 ne (采用岩性有效孔隙度经验值范围中值)

📏 纵向弥散度 α_L (m) 经验范围0.1~50m，根据尺度确定

💡 计算原理简述
水力梯度：I=（H1-H2）/L
达西流速: v = K·I (m/d)
平均流速: u = v / ne (m/d)
纵向弥散系数: D_L = α_L · u (m²/d)
注：采用有效孔隙度ne计算实际平均流速，符合多孔介质溶质运移通用公式。

📊 计算结果

💨 达西流速 (v)

-- m/d

v = K · I

🌊 实际平均流速 (u)

-- m/d

u = v / ne (地下水流速)

📈 纵向弥散系数 (D_L)

-- m²/d

D_L = α_L · u

⚙️ 当前参数：K = -- m/d , ne = -- , α_L = -- m

🔄 渗透系数单位换算

m/d

cm/s

换算公式：1 m/d = 1.1574 × 10⁻⁴ cm/s | 1 cm/s = 8640 m/d

📋 常见岩性水文地质参数经验值表

岩性名称	渗透系数 K (m/d)	给水度 μ (参考值)	总孔隙度 n 经验范围(%)	有效孔隙度 ne 经验范围(%)	纵向弥散度 α_L 经验范围(m)
砾砂	50 ~ 100	0.20 ~ 0.35 (0.25)	24 ~ 38	20 ~ 30	1.0 ~ 10
粗砂	25 ~ 50	0.20 ~ 0.35 (0.27)	31 ~ 46	25 ~ 35	0.5 ~ 8
中砂	10 ~ 25	0.15 ~ 0.32 (0.26)	29 ~ 49	25 ~ 35	0.3 ~ 5
细砂	5 ~ 10	0.10 ~ 0.28 (0.21)	26 ~ 53	20 ~ 30	0.2 ~ 3
粉砂	1 ~ 1.5	0.05 ~ 0.19 (0.18)	34 ~ 61	15 ~ 25	0.1 ~ 1.5
亚黏土	0.1 ~ 0.25	0.03 ~ 0.12 (0.07)	34 ~ 60	3 ~ 12	0.05 ~ 1.0
黄土	0.25 ~ 0.5	0.03 ~ 0.12 (≈0.08)	45 ~ 55	10 ~ 20	0.1 ~ 2.0
粉土质砂	0.5 ~ 1.0	0.10 ~ 0.20	25 ~ 45	15 ~ 25	0.2 ~ 2.5
圆砾	75 ~ 150	0.20 ~ 0.35 (0.26)	20 ~ 35	15 ~ 25	2 ~ 15
卵石	100 ~ 200	0.20 ~ 0.30	20 ~ 35	15 ~ 25	3 ~ 20
黏土	0.001 ~ 0.05	0.00 ~ 0.05 (0.02)	34 ~ 60	1 ~ 5	0.01 ~ 0.5

【数据来源】综合《水文地质手册》、附录B渗透系数与给水度经验值。

📌 弥散系数 & 流速计算补充说明

🔍 计算原理详解
1. 地下水流速（实际平均流速）：根据达西定律，地下水渗流速度（达西流速）v = K·I，其中K为渗透系数(m/d)，I为水力梯度。但实际水流仅通过有效孔隙运动，因此孔隙平均流速 u = v / ne。本计算器采用有效孔隙度ne计算实际平均流速，符合多孔介质溶质运移通用公式。
2. 纵向弥散系数 D_L：在多孔介质中，机械弥散与分子扩散共同决定水动力弥散，通常 D_L = α_L·u + D_m (分子扩散项通常较小忽略)，α_L为纵向弥散度，反映介质非均质性导致的弥散强度，取值范围与尺度相关（实验室厘米级到野外百米级）。本计算器采用 D_L = α_L · u。
3. 应用指导：该计算适用于污染物运移初步估算、地下水环境影响评价。实际工程中弥散度需依据抽水-弥散试验或示踪试验确定。