同位素濃度場-流場耦合微分方程模型.pdf

1、本文運用數學物理方法對水體穩(wěn)定同位素濃度分布規(guī)律、氫氧穩(wěn)定同位素關系線、水體年齡分布規(guī)律、水體放射性同位素濃度分布規(guī)律、水體的放射性同位素濃度分布與水體年齡分布的相互關系進行了定量研究。借鑒水力學和溶質運移理論的研究成果，利用微元法，結合質量守恒、能量守恒、放射性衰變、瑞利分餾等原理，結合不同的定解條件，建立了不同情形下的同位素濃度場-流場耦合微分方程模型。并針特定的問題，運用數學物理方法給出了模型(或經過簡化的模型)的解析解，在此基礎

2、上推導了氫氧穩(wěn)定同位素關系線的解析表達式和水體的放射性同位素濃度分布與水體年齡分布相互關系的解析表達式。 首先給出了用于建立同位素濃度場-流場耦合微分方程模型的主要理論基礎，包括質量守恒原理，能量守恒原理，穩(wěn)定同位素分餾原理，放射性同位素衰變原理，F(xiàn)ick原理，年齡輸運方程的概念等。推導了分餾系數隨時間變化的瑞利分餾模型；推導了動力蒸發(fā)模式條件下，氫氧穩(wěn)定同位素關系線的解析式：推導了在考慮穩(wěn)定同位素擴散作用前提下，靜止水體在蒸發(fā)

3、過程中的同位素變化的微分方程模型，并通過數值模擬與實驗驗證證實了模型的正確性；推導了地下水系統(tǒng)中放射性同位素濃度場-流場耦合的一個集總參數模型。 其次詳細論述了穩(wěn)定同位素濃度場-流場耦合微分方程模型和放射性同位素濃度場-流場耦合微分方程模型在湖泊和河道和地下水系統(tǒng)中的表現(xiàn)形式，給出了相應建模與求解過程。在上述工作的基礎上，探討了氫氧穩(wěn)定同位素在河道、湖泊以及地下水系統(tǒng)中的變化規(guī)律以及氫氧穩(wěn)定同位素關系線的解析表達式；探討了放射性