水动力弥散系数
分子扩散服从费克定律，试验证明机械弥散也可用费克定律描述。
1.在多孔介质中描述分子扩散的公式
I″=-D″·gradc （7-19）
式中：D″为多孔介质中分子扩散系数，量纲为［L2/T］，是二秩张量；I″为由分子扩散引起的在单位时间内通过单位面积的溶质质量；c为该溶质在溶液中的浓度。
2.描述机械弥散的公式
I′=-D′·gradc （7-20）
式中：D′为机械弥散系数，量纲为［L2/T］，是二秩张量；I′为由机械弥散引起的在单位时间内通过单位面积的溶质质量。
3.水动力弥散系数（D）
D=D′+D″ （7-21）
4.水动力弥散引起的单位时间内通过单位面积的溶质质量
I=I′+I″=-Dgradc （7-21a）
若坐标x与该点的平均水流方向一致，y与z垂直平均水流方向，则上式可写为：
地下水动力学
弥散系数=水动力弥散系数。
通常把D=D′+D″称为水动力弥散系数（其中D′为机械弥散系数，D″为分子扩散系数）
，在实验室进行的土柱试验，控制的水力梯度比天然条件下大得多，也就是土柱中
渗流的速度远比野外要快，所以一般情况下可用机械弥散通量代替水动力弥散通量，用
机械弥散系数D′代替水动力弥散系数D，即D≈D’。也就是说，水动力弥散系数是一个
依赖于地下水流速的变量，而弥散度才是反映含水介质性质的参数。
弥散度是用来描述含水层中污染质弥散作用的参数，它是含水层的参数，但不是仅与含水介质有关，而还受试验规模的影响。在实际工作中，很难测得这一参数的准确值。
如在第一章中所说的，由于多孔介质几何结构的复杂性，从微观水平上研究一个点的运动规律实际上是不可能的；同样，从微观水平来研究弥散也是困难的。因此，和定义渗流速度一样，也从宏观上来描述弥散现象。下面所述及的物理量，和渗流速度一样，都是定义在典型单元体（REV）上的平均值。
分子扩散服从Fick定律，通过实验和理想模型的研究，证实机械弥散也能用这个定律来描述。根据Fick定律，多孔介质中的分子扩散可用下式描述：
地下水动力学（第二版）
式中，D〞为多孔介质中的分子扩散系数，量纲为［L2T-1］，是二秩张量；c为该溶质在溶液中的浓度；I〞为由于分子扩散在单位时间内通过单位面积的溶质质量，对于机械弥散有：
地下水动力学（第二版）
式中，D′为机械弥散系数，量纲为［L2T-1］，也是二秩张量；I′为由于机械弥散造成的在单位时间内通过单位面积的溶质质量，c的含义同前。D′和D〞的量纲相同，由此定义水动力弥散系数D:
地下水动力学（第二版）
D也是二秩张量。由于水动力弥散在单位时间内通过单位面积的溶质的质量则为I=I′＋I〞＝—D·gradc，如果我们选择x轴与该点处的平均流速方向一致，y轴和z轴则与平均流速方向垂直，则上式也可以写成下列更容易被我们理解的形式：
地下水动力学（第二版）
或
地下水动力学（第二版）
此时水动力弥散系数张量：
地下水动力学（第二版）
坐标轴方向称为弥散主轴。Dxx称为纵向弥散系数；Dyy，Dzz称为横向弥散系数。由于弥散主轴的方向依赖于流速方向，即使在均质各向同性介质中，各点弥散主轴的方向也会随着水流方向的改变而各不相同。
水动力弥散系数在研究地下水物质运移问题中的意义可以和渗透系数在研究地下水运动问题中的意义相比拟，是一个很重要的参数。通过大量在未固结的多孔介质中的实验，得到了如图7—10所示的曲线。图中，纵坐标是从实验室得到的纵向弥散系数DL与溶质在所研究的液相中的分子扩散系数Dd的比值，横坐标是一个无量纲的量：
地下水动力学（第二版）
图7—10 分子扩散和水动力弥散间的关系
（据J.Bear）
称为Peclet数。其中，u为实际平均流速；d为多孔介质的某种特征长度，如多孔介质的平均粒径等。该无量纲数表示实际流速和分子扩散系数相比的相对大小，Pe数愈大，表示流速相对愈大。根据这条曲线的变化情况，大致上可以分五个区。
第Ⅰ区：实际流速很小，以分子扩散为主，相当于曲线上
第Ⅱ区：对应的Peclet数Pe约在0.4到5之间，曲线开始向上弯曲，机械弥散已达到和分子扩散相同的数量级。因此，应当研究两者的和，而不应忽略其中的任何一个。
第Ⅲ区：物质运移主要由机械弥散和横向分子扩散相结合而产生。横向分子扩散往往会削弱纵向的物质运移，实验结果得出
第Ⅳ区：以机械弥散为主，分子扩散的作用已经可以忽略不计，但流速尚未达到偏离Darcy定律的程度。本区相当于图中的直线部分。实验给出
第Ⅴ区：仍属于机械弥散为主的区域，与第Ⅳ区的区别在于水流速度已达到越出Darcy定律适用的范围。惯性力和紊流的影响造成纵向物质运移的减少，曲线斜率减缓。
横向弥散试验得到了和纵向弥散相类似的结果。
上述曲线说明，弥散系数和水流速度、分子扩散有关。它们间的关系如下式所示：
地下水动力学（第二版）
式中：D′ij——机械弥散系数，为一个二秩对称张量，这是它的一个分量；
αij，km——多孔介质的弥散度，为一四秩张量；在饱和流动中它反映多孔介质固体骨架的几何性质，量纲为〔L〕；
u——实际平均流速，uk，um分别为它在坐标轴xk、xm上的分量；
δ——表示水流通道形状特征的系数，无量纲；
Pe较大时，由f（Pe，δ）的表达式可以看出，
如果在某一点上选择坐标轴，使得其中一个坐标轴（如x轴）和该点处的平均流速方向一致（即弥散主轴），并忽略分子扩散，f（Pe，δ）＝1，则：
地下水动力学（第二版）
式中，αL，αT分别称为纵向弥散度和横向弥散度。纵向机械弥散系数D′xx和横向机械弥散系数D′yy及D′zz称为弥散系数的主值。由于弥散主轴依赖于水流方向，所以除了均匀流（ux＝常数，uy=uz=0）以外，一般说来即使在各向同性介质中各点的弥散系数也各不相同，随空间位置而变化。
怎么求水动力纵向弥散系数?
这玩意一般是给定的吧？要不然只能做实验确定。不同维数还不同方法。。。
地下水动力作用对污染物迁移的影响
机械弥散系数有纵向弥散系数Dhx和横向弥散系数Dhy,前者是沿水流方向的弥散;后者是垂直水流方向的弥散作用。室内试验表明,纵向弥散比横向弥散一般要大5～20倍。 (二)分子扩散的物理作用 造成污染物随地下水流呈不断扩大分布范围的另一种普遍存在的,不同于水动力学的物理作用就是分子扩散。所谓分子扩散是指,静止水体中...
河北省秦皇岛市戴河、洋河河口地区海水入侵灾害灾情评估
Dxx、Dxy、Dyy——氯离子深度弥散系数张量\/（m2\/d）;Vx、Vy——地下水流速张量\/（m\/d）;C0（x,y）——初始时刻氯离子浓度\/（mg\/l）;C1（x,y）——一类边界氯离子浓度\/（mg\/l）;c·q（x,y,t）——氯离子容量\/（mg\/l、m\/d）。3.水流方程与水质方程的藕合与求解 对于上述由连续方程...
河流弥散系数与浓度的关系
变量关系。通常把D=D'+D"称为水动力弥散系数(其中D为机械弥散系数，D"为分子扩散系数)，在实验室进行的上柱试验，控制的水力梯度比天然条件下大得多，也就是土柱中渗流的速度远比野外要快，所以一般情况下可用机械弥散通量代替水动力弥散通量，用机械弥散系数D'代替水动力弥散系数D，即D=D'。也就...
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长兴郎复方： 要确定河流横向弥散系数,理论上需要获得很像流速及其垂直分布.一般做法根据经验确定
理县19128164429： 水的动力粘滞系数 - ？
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