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问做Column试验的朋友们一个fitting dispersivity的问题

问做Column试验的朋友们一个fitting dispersivity的问题# Environmental - 环境科学与工程

m*e2007-09-13 07:09

1 楼

这个问题困扰了我很久，呵呵
做Column试验的时候，一般要先run一下tracer，从tracer的break through curve（
BTC）来fit一个dispersivity。理想情况下，因为tracer不会有任何反应，所以在1个
pore volume（PV）的时候BTC上对应的C/C0应该是0.5。但是由于试验操作上总会有一
点误差，尤其是pore volume，porosity以及pore velocity(v)的测量和确定，所以最
终BTC上C/C0=0.5对应的PV一般很少刚好在1PV上，多数情况下会大于1PV。
以前一位师兄告诉我，可以认为pore volume测得不准，通过调整pore volume使得C/C0
=0.5对应在1PV来得到相应的porosity和linear velocity，然后来fit dispersivity。
有的人同时fit dispersivity和velocity，这样其实就是默认pore volume和porosity
测得不准。也看到有的人在paper上发表的数据是同时fit dispersivity和retardation

a*h2007-09-13 07:09

2 楼

The same question have troubled me for some time. Later I realized that
dispersivity is just an adjustable parameter in the model for most of the
cases. It is not really an intrinsic property of the porous media. Actually,
if you adjust the column length, say, from 5 cm to 10 cm, you will get a
different dispersivity value.
As for pore volume, there are different ways to measure it and express it.
You can measure it either by mass or by time (assume steady flow). Some
times there are discrepanci

【在 m********e 的大作中提到】

: 这个问题困扰了我很久，呵呵
: 做Column试验的时候，一般要先run一下tracer，从tracer的break through curve（
: BTC）来fit一个dispersivity。理想情况下，因为tracer不会有任何反应，所以在1个
: pore volume（PV）的时候BTC上对应的C/C0应该是0.5。但是由于试验操作上总会有一
: 点误差，尤其是pore volume，porosity以及pore velocity(v)的测量和确定，所以最
: 终BTC上C/C0=0.5对应的PV一般很少刚好在1PV上，多数情况下会大于1PV。
: 以前一位师兄告诉我，可以认为pore volume测得不准，通过调整pore volume使得C/C0
: =0.5对应在1PV来得到相应的porosity和linear velocity，然后来fit dispersivity。
: 有的人同时fit dispersivity和velocity，这样其实就是默认pore volume和porosity
: 测得不准。也看到有的人在paper上发表的数据是同时fit dispersivity和retardation

a*h2007-09-13 07:09

3 楼

I don't know if you realized another question in the column experiment.
The data points on measured BTCs are always the averaged concentration over
a time period. However, the predicted BTCs from ADE equation are for the
concentration at time points. There was a paper from van Genuchten discussed
this in the 80s.

C0
porosity
retardation

【在 m********e 的大作中提到】

m*e2007-09-13 07:09

4 楼

Hi allah, Thanks a lot for the reply.
I only do the modeling work. So I don't know much about the actual measuring
methods. But in most cases I see people in our group got the pore volume
value by mass measurement. Not sure about the method of measuring time. To
see when the tracer comes out? Can you explain that to me? Thanks.
We usually use bromide tracer. Is it common to see some retardation of
bromide?
I understand the dispervisity v.s. scale issue, but I thought that was only
a problem when

a*h2007-09-13 07:09

5 楼

实验中可以假定稳定流，那么流过一个pore volume的时间是稳定的，按照时间可以算
流过的pore volume。同时要量流出液的体积，根据discharge算实际流过的pore
volume。
假如是稳定流的话，按照mass (volume) 或者 time 来计算pore voluem 应该是一致的
。但是在实验的时候，如果样品粘土含量较高的话，在实验过程中会有膨胀，改变土壤
的饱和导水率和容积，所以流速会不稳定，这样按照时间测定和按照体积确定的pore
volume会不一样。如果使用沙子一般不会有这个问题。
Bromide做tracer是比较好的，实验中用tritium有时候会有些问题，虽然理论上
tritium应该是最合适的tracer. 我有时候用tritium会算出retardation = 1.3。很不
爽。
另外有一点，如果样品存在团聚体(aggregates)的话，用简单的ADE模拟会有问题，需
要用dual porosity 模型。
工程方面的研究总是用沙子来做土柱试验，一般不会有什么麻烦。可是如果用真正的土
壤或者地质样品的话，就会有许多意想不到的情况，也更难

【在 m********e 的大作中提到】

: Hi allah, Thanks a lot for the reply.
: I only do the modeling work. So I don't know much about the actual measuring
: methods. But in most cases I see people in our group got the pore volume
: value by mass measurement. Not sure about the method of measuring time. To
: see when the tracer comes out? Can you explain that to me? Thanks.
: We usually use bromide tracer. Is it common to see some retardation of
: bromide?
: I understand the dispervisity v.s. scale issue, but I thought that was only
: a problem when

m*e2007-09-13 07:09

6 楼

我明白你说的通过时间计算pore volume的意思了。
其实是我一开始把概念搞混了，我最开始提到的pore volume其实想说的是column里的
void volume。一般我见到的是，column pack好了之后，知道长度和内径，先称一下没
有水的时候的质量，然后灌水至饱和，再称一下，两次质量之差除以水的密度就是void
volume；也有的是知道沙子的总质量（我们一般用沙子，所以一般不会碰到体积膨胀
或者dual porosity的问题），根据其密度，一般认为是2.65，也能换算出void volume
。我没自己做过试验，所以想知道这样测量换算出来的void volume和porosity到底有
多可靠。
后面pore volume的计算应该可以按时间来，因为一般都是设定好了流量，然后自动采
样的。但问题是，前面的void volume不准的话，必然会导致pore volume这个
dimensionless time的误差。不知道allah对此有什么看法。谢谢。

a*h2007-09-13 07:09

7 楼

For the columns, there might be void space at the end of the columns.

void
volume

【在 m********e 的大作中提到】

: 我明白你说的通过时间计算pore volume的意思了。
: 其实是我一开始把概念搞混了，我最开始提到的pore volume其实想说的是column里的
: void volume。一般我见到的是，column pack好了之后，知道长度和内径，先称一下没
: 有水的时候的质量，然后灌水至饱和，再称一下，两次质量之差除以水的密度就是void
: volume；也有的是知道沙子的总质量（我们一般用沙子，所以一般不会碰到体积膨胀
: 或者dual porosity的问题），根据其密度，一般认为是2.65，也能换算出void volume
: 。我没自己做过试验，所以想知道这样测量换算出来的void volume和porosity到底有
: 多可靠。
: 后面pore volume的计算应该可以按时间来，因为一般都是设定好了流量，然后自动采
: 样的。但问题是，前面的void volume不准的话，必然会导致pore volume这个