地下水溶质运移理论实验教学大纲.docx

地下水溶质运移理论实验教学大纲01.教学单位名称：环境与资源学院02.实验中心名称：水利工程与地下水实验教学中心03.课程名称：地下水溶质运移理论04.课程代码：64200605.课程类别：学科基础课06.课程性质：必修/选修07.课程学时：32学时，其中含实验4学时08.课程学分：209.面向专业：地下水科学与工程，水文与水资源工程10.实验课程的教学任务、要求和教学目的教学任务通过开展实验，使学生进一步巩固和深化对饱和与非饱和介质中地下水中溶 质运移特征、转化机制的理解，提高学生运用溶质运移基本理论分析溶质运移转 化现象、解决实际溶质运移问题的能力。教学要求(1)掌握溶质运移实验主要设备和常用分析仪器的使用方法；(2)通过实验，加深和巩固地下水溶质运移课堂讲授的相关基础理论和基 本知识；(3)学会合理设计实验，合理解释溶质运移的各种现象和机理；(4)学会对实验数据进行处理和计算，编写实验报告。教学目的通过溶质运移实验使学生将地下水溶质运移理论与分析地下水溶质运移现 象和机理有机地结合起来，在实际操作中加深对地下水溶质运移基本理论及重要 参数求取原理的理解，提高学生实验技能、培养学生的实验设计及仪器使用等动手操作能力。11.学生应掌握的实验技术及实验能力应掌握的实验技术(1)掌握水动力弥散系数的室内测定方法；(2)掌握实验室测定固-液分配系数(Kd)的动态模拟原理和方法。应掌握的实验能力(1)熟悉室内一维水动力弥散实验的一般步骤，掌握一维条件下纵向弥散 系数的求解方法；(2)加深理解固-液分配系数的概念理解，并熟悉掌握实验室测定Kd的动 态模拟实验步骤和求解方法；(3)掌握利用实验数据进行分析计算、绘制图表和编写实验报告的基本技 能。12.开设实验项目开设2个实验项目，均为验证性。开设实验项目一览表实验项目编号实验项目名称实验类型实验性质实验学时每组 人数首次开出 年月64200601水动力弥散系数的室内测定验证性必做2420140464200602固-液分配系数的动态模拟实验验证性必做2420140513.实验教材或指导书或主要参考资料(1)地下水溶质运移理论及模型，陈祟希，李国敏编著，中国地质大学出版社，1996年(2) Physical and Chemical Hydrology, Patrick A. Domenico, FranklinW. Schwartz, John Wiley & Sons, 1990 年(3)地下水污染数学模型与数值方法，孙纳正，地质出版社，1989年 (4)地下水运移模型，朱学愚，谢春红，中国建筑工业出版社，1990年(5)多孔介质渗流与污染物迁移数学模型，件彦卿主编，科学出版社，2012(6)多孔介质污染物迁移动力学，王洪涛 编著，高等教育出版社，2008年(7)地下水污染/迁移与修复(原著第二版)，(美)贝迪恩特，里法尔，纽厄尔著，施周等译，中国建筑工业出版社，2010年(8)地下水污染物迁移模拟，郑春苗，贝聂特著，孙晋玉等译，高等教育出版社，2009年(9) C. A. J.Appelo and D.Posta, Geochemistry, groundwater and pollution,2nd edition.14.考核要求、考核方式及成绩评定标准考核要求：掌握实验内容和基本操作，会应用地下水溶质运移基本理论分析实验现象； 会自主设计实验并完成实验内容，分析、解决实际溶质运移问题。考核方式：根据实验过程中学生的实验操作规范性、实验记录的规范性；实验结果的合 理性；实验报告中实验内容的完整性、对实验现象、实验结果分析的准确性评定 分数。成绩评定标准：(1)实验操作规范性(20%);(2)实验原始数据齐全、记录规范性(5%);(3)实验报告中图表清晰、字迹工整、数据处理准确、讨论和分析问题简 明扼要、表达清楚(40%);(4)实验报告中内容的完整性(5%);(5)对实验现象、实验结果分析的准确性(30%)oNo字段名填写内容1课程名称地下水溶质运移理论2课程编号6420063实验项目名称水动力弥散系数的室内测定4实验项目编号642006015网络实验06每组人数47计划学时数28实验性质必做9实验目的通过一维瞬时注入示踪剂试验求水动力弥散参数，从而掌握利 用实验求得水动力弥散系数的方法。10实验内容进行一维瞬时注入示踪剂试验，根据记录的数据，利用一维瞬 时注入示踪剂模型，计算水动力弥散系数。11实验原理采用人工装填的扰动土柱进行室内一维水动力弥散实验，实验 采用瞬时示踪剂注入法，根据一维水动力弥散方程的解析解得 知浓度是按正态分布的单峰曲线，其数学期望"二加，即在 %=加处，浓度曲线出现峰值。曲线在)7处有拐点， 且在拐点、处土 J?%) = 0-607Cmax依下列步骤确定一维水动 力弥散系数2；(1)先确定,max的值及其所对应的数学期望，即 =混；(2)取0.670max,从浓度曲线上找出拐点所在的位置，求出对 应的X = W + b,并由此求出均方差。值；L D =匕(3)依均方差公式0 =避。/得到l 4/当在浓度曲线上确定出现均方差b的时间t,并代入上式即可计 算出纵向弥散系数12实验类型1.演示性口； 2.验证性0; 3.综合性口； 4,设计性口； 5,研究性口。13实验者层次本科生14实验仪器设备一维砂柱水动力弥散仪，电导率仪，秒表，量筒15实验套数616开出时间20140417教学单位名称环境与资源学院18教学单位编号6419实验单位名称水利工程与地下水实验教学中心20实验中心编号14270321实验地名称水分析化学实验室、水环境模拟与污染控制实验室22实验地编号北区理化楼275、17023一次性材料品名砂样，NaCI溶液，硫酸铅纸，A4打印纸，橡胶手套，鞋套24一次性材料20元25面向专业地下水科学与工程，水文与水资源工程No字段名填写内容1课程名称地下水溶质运移理论2课程编号6420063实验项目名称固-液分配系数的动态模拟实验4实验项目编号642006025网络实验06每组人数47计划学时数28实验性质必做9实验目的掌握实验室测定固-液分配系数（的动态模拟方法10实验内容根据示踪剂与具有吸附性质的离子在介质中的穿透曲线确定固-液分配系数11实验原理在一种类似达西实验的装置中，同时输入某种示踪剂与某种有吸收 组分一起迁移，观测两者的穿透曲线。由于示踪剂的迁移只服从溶 质的渗流弥散机制，而有吸收组分的迁移为弥散作用与物理化学反 应的综合效应所决定，二者的穿透曲线存在一个时差加。由于有吸 收组分迁移的滞后时间取决于岩土的综合吸收作用，即加取决于 Kd、找出A /与K”间的数量关系就可以通过实验测定的 t值来求 出必值。其中K”与的关系为：&=人"“非心或（=*/产.5，其中为非吸收组分的平均流速，L为溶质穿透距离，t非为非吸收组分的相对浓度（C = £ ,。为迁移浓度，分为输入起始浓度） co等于0.5时所需要的时间。12实验类型1 .演示性口； 2.验证性口； 3.综合性口； 4,设计性口； 5,研究性口。13实验者层次本科生14实验仪器设备土柱仪,NaCI溶液，CuCI2溶液，秒表，量筒，水质分析仪，硫酸铅纸，A4打印纸，橡胶手套，鞋套15实验套数616开出时间20140417教学单位名称环境与资源学院18教学单位编号6419实验单位名称水利工程与地下水实验教学中心20实验中心编号14270321实验地名称水分析化学实验室、水环境模拟与污染控制实验室22实验地编号北区理化楼275、17023一次性材料品名示踪剂NaCI溶液，CuCb溶液，土壤，硫酸铅纸，A4打印纸，硫酸纸24一次性材料32元25面向专业地下水科学与工程，水文与水资源工程