建模的达西定律

研究问题:

• 达西定律是什么?
• 地下水的行为为什么重要?达西定律可以如何使用有害物质泄漏?

你可能已经看到水渗入从悬崖由路边削减或从悬崖海滩。这种地下水流经多孔地球的水平。你经常看到海滩峭壁因为这些悬崖至少部分是由多孔砂岩。了解地下水的行为,以及它如何流经地球是非常重要的在确定化学泄漏造成的损害。也有助于知道钻一口井。

达西定律描述了水的流速的函数的porousity岩石,进口和出口的相对高度的水,和水进口和出口之间的旅行。

问的是流量,是岩石的横截面,h₁是吸入压头的高度,水流入岩石,h₂是出口的高度、水叶岩石和L的路径流动。

材料:

• 锋利的刀(Exacto刀是很好的,但是牛排刀还将工作)
• 秒表(停止观察发现iphone适用)
• 4 - 16两升可乐瓶。至少需要4——但你有越多,耗费时间你的工作将会越少。
• 塑料管材。(水族馆油管是优秀的,尽管用吸管将工作在紧要关头)
• 粘土或腻子
• 量筒
• 至少有三个:沙、土壤、粘土土壤,粘土的混合物和常规土壤,水族馆砾石。

实验过程:

1. 使用刀,使一个小洞在一瓶两升可乐两英寸从瓶子的底部。6英寸的塑料管材的长度插入孔,这样大约2英寸仍在瓶子里面。这个油管,这样您就可以收集所有下水道的水的瓶子。因为你的尺寸不准确,如果水逃出洞,按一些腻子或粘土孔周围的瓶子里,水会通过油管和不泄露出来。
2. 重复第二步,只这一次把一个洞4英寸从瓶子的底部。重复又有两个新的瓶子,将从底部孔6和8英寸。
3. 每个四瓶填充一种类型的土壤或沙子。每个瓶子都应该包含相同的材料。唯一的区别应该在瓶子的高度洞。前两英寸的瓶子应该是空的,水可以补充道。
4. 加入250毫升的水瓶子,开始你的秒表。测量多少水你收集在一个固定的时间内。这段时间可能会有所不同取决于材料的类型你把瓶子里,但是应该是10到30秒。重复这一步骤四瓶。例如,您可能在30秒收集100毫升。
5. 你的结果转换成升每分钟。例如,300毫升30秒将转换为每0.5分钟0.3升。
6. 重复实验使用一组四瓶对任何类型的土壤、砂砾或其他材料。
7. 图你的结果。轴表示流量和轴代表了瓶子的顶部和出口之间的区别,你把油管。
8. 用达西定律和计算渗透系数。

术语和概念:达西定律;地下水;蓄水层;孔隙度;撤军

引用:

• 美国地质调查局:含水层和地下水
• 达西定律http://www.ldeo.columbia.edu/ ~马丁斯/水电/讲座/ darcy.html