第一章 水动力弥散的基本概念 1
1-1 介质中两种流体流动的类型 1
1-2 示踪剂 2
1-3 水动力弥散现象 2
1-4 水动力弥散机理 4
1-5 研究水动力弥散的意义 7
第二章 水动力弥散方程 8
2-1 有关参数 8
2-1-1 流体的密度p 8
2-1-2 多组分流体速度u 8
2-1-3 流体的通量J 9
2-2 溶液中α组分的质量守恒方程 9
2-3 α组分的对流-扩散方程 11
2-4 水动力弥散方程 12
2-5 源汇项 14
2-5-1 放射性衰变与化学、生物化学反应 14
2-5-2 吸附与解吸 15
2-5-3 抽水与注水 16
2-6 初始条件与边界条件 17
2-6-1 初始条件 17
2-6-2 边界条件 17
第三章 水动力弥散系数 20
3-1 理论模型研究 20
3-2 实验室研究 22
3-3 水动力弥散的尺度效应 26
3-3-1 尺度效应 26
3-3-2 尺度效应与典型单元体 27
3-3-3 尺度效应的分形特征 28
第四章 水动力弥散方程的解析解法 32
4-1 基本解 32
4-1-1 三维空间瞬时点源 32
4-1-2 空间瞬时无限线源与平面瞬时点源 36
4-1-3 空间瞬时无限面源、平面瞬时无限线源与一维瞬时点源 38
4-1-4 有限空间(平面)问题 38
4-2 一维水动力弥散问题 39
4-2-1 无限长多孔介质柱体，示踪剂瞬时(脉中式)注入 39
4-2-2 无限长多孔介质柱体，初始示踪剂呈阶梯函数分布 40
4-2-3 半无限长多孔介质柱体，一端为定浓度边界 42
4-3 一维稳定流动二维水动力弥散问题 46
4-3-1 瞬时注入示踪剂——平面瞬时点源 46
4-3-2 连续注入示踪剂——平面连续点源 48
4-3-3 注水拟稳定条件下示踪剂的径向弥散 49
4-4 一维稳定流动三维水动力弥散问题 50
4-4-1 空间瞬时点源 50
4-4-2 空间稳定连续点源 52
第五章 水动力弥散系数的计算方法 55
5-1 一维水动力弥散 55
5-1-1 利用正态分布函数性质求参 55
5-1-2 浓度曲线线性化求参 58
5-2 二维水动力弥散 59
5-2-1 瞬时投放示踪剂 59
5-2-2 连续投放示踪剂 70
第六章 水动力弥散方程的数值解法 74
6-1 有限差分法 74
6-1-1 导数的有限差分近似 74
6-1-2 一维水动力弥散的差分解法 75
6-1-3 二维水动力弥散的差分解法 77
6-1-4 求解差分方程的计算机程序举例 80
6-2 有限单元法(迦辽金有限单元法) 86
6-2-1 迦辽金法 86
6-2-2 有限单元剖分与基函数 88
6-2-3 迦辽金有限单元法 91
6-2-4 二维水动力弥散的迦辽金法计算机程序 105
6-3 过量与数值弥散 111
6-3-1 过量现象 111
6-3-2 数值弥散 111
6-4 对流项占主导地位时的几种数值方法 114
6-4-1 上游加权法 114
6-4-2 特征值方法 116
6-4-3 动坐标系方法与网格变形方法 119
6-4-4 随机步行法 121
6-4-5 引入人工扩散量方法 125
6-4-6 小结 127
第七章 地下水水质模型及其应用 129
7-1 对流-弥散型水质模型 129
7-1-1 一般情况 131
7-1-2 示踪剂情况 140
7-2 纯对流型水质模型 141
7-2-1 用水流方程预测溶质运移 141
7-2-2 水流方程与水质方程的耦合方法 142
7-3 水质模型应用的一般过程 144
7-4 广西北海市涠洲岛海水入侵模拟 146
7-5 瑞士Grimsel核废物处置试验场弥散试验模拟分析 151
7-6 水质模型应用的有关问题讨论 161
7-6-1 水质模型与水量模型对比 161
7-6-2 野外非均匀介质对水质模型的影响 161
7-6-3 人为因素对弥散系数的影响 163
7-6-4 水动力弥散理论的不足 164
附录一 水动力弥散室内试验 166
A.一维水动力弥散实验 166
B.二维水动力弥散实验 168
附录二 张量的基本概念及渗透系数张量 171
A.张量的基本概念 171
B.多孔介质的曲折率张量和渗透系数张量 173
主要参考文献 177