弥散度与弥散系数的联系
基于示踪试验的岩溶管道及水力参数定量解析
基于示踪试验的岩溶管道及水力参数定量解析张志强;张强;班兆玉;胡元进【摘要】以云南省丽江九子海洼地-甘泽泉一带岩溶地下水示踪试验为例，探究示踪试验在岩溶地下水通道研究中的应用。
根据研究区水文地质条件，分析了地下水连通性及流场特征、推测岩溶通道位置，并结合Qtrac-er2计算模型对示踪剂穿透曲线( BTC)进行定量分析，同时也得出了岩溶管道结构参数及水力参数。
试验结果表明，九子海洼地-甘泽泉一带存在水力联系，且还有其他岩溶通道存在。
由此可判定地下水处于缓速紊流状态。
Qtracer2程序可以实现示踪剂穿透曲线( BTC)的定量解析。
%To explore the application of tracer test in karst groundwater, the tracer test of the karst groundwater in the zone of Jiuzihai Swale - Ganze Spring in Lijiang River is taken as an example. According to the hydrological and geological conditions in the zone, the groundwater connectivity and flow field characteristics are analyzed, and the location of karst conduits are reck-oned. A quantitative analysis of break-through curve ( BTC) of the tracers is carried out by using Qtracer2 calculation model. The test results prove the existence of hydraulic connection in the zone of Jiuzihai Swale - Ganze Spring and other karst con-duits. The structural and hydraulic parameters of the karst conduits are worked out, which confirmed that the karst groundwater is in the state of turbulent flow at a low velocity. It can be concluded that Qtracer2 is applicable to the quantitative analysis of BTC of tracers.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】4页(P80-83)【关键词】示踪试验;岩溶管道;穿透曲线;岩溶地下水【作者】张志强;张强;班兆玉;胡元进【作者单位】成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川成都610059;成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川成都610059;成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川成都610059;成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川成都610059【正文语种】中文【中图分类】P642在岩溶区，岩溶含水介质是决定岩溶水文地质系统功能的最基本要素[1]。
【基础理论】弥散张量成像（DiffusionTensorImage,DTI）
【基础理论】弥散张量成像（DiffusionTensorImage,DTI）展开全文弥散张量成像（Diffusion tensor image, DTI），是通过测量水分子的弥散过程来评价生物组织结构和生理状态，被公认为当前最有吸引力的无创性检查方法。
使用这种方法可获得检测脑白质组织的完整性的量化图，以及辨别脑纤维束三维宏观结构图（如，脑皮层下灰质核的投射区及皮层间的纤维连接）。
最近，有报道使用DTI 评价脑白质的解剖结构和病变进程，虽然这种方法在研究脑白质方面具有很大潜力，但要成为一种临床上常规使用方法仍有一些困难。
本部分将讲述如何计算有效弥散张量（D eff），并讨论数据采集、计算及图象产生的相关问题，同时也将展示一些经验，包括使用量化图和白质束图来评价脑白质和鼠大脑发育过程中的形态改变。
DTI测量中的基本概念矢量通常可以用箭头表示，如对于速度，箭头的方向描述运动的方向，而箭头的长度可以描述运动的速率(m/s)。
这种箭头在数学的描述就可以有3个独立的数字来代表：长度或两个角度，或是三维坐标 (x, y和z轴)。
流动的液体能够通过各个位置上速度矢量进行描述，每一点上的矢量在空间上分布将构成矢量场。
1各向异性和各向同性组织内水分子的随机位移通常受到介质组织结构和生理因素的影响，如果在介质组织中水分子的弥散在所有的方向都是相同的，经过一定时间的弥散后水分子的弥散轨迹将成一个球形，此种弥散过程称为各向同性；相反，如果各方向的弥散相互独立，则称为各向异性，这种情况下水分子经过一段时间的弥散会在空间分布上形成一个椭球（图1）。
扩散的特性能够通过三维椭球图来描述，这需要6个独立的数字来定义方向和椭球轴的长度。
水分子在脑白质中的弥散在三维空间上是各向异性的，主要是由于脑白质神经纤维束在宏观和微观上的结构特点，如髓鞘、轴突和纤维束等对水分子弥散的限制作用，使水分子的弥散过程在空间上表现为椭球形。
通过评估椭球的特点，即可获得有关脑白质的生理和结构（如解剖和组织病理学）信息。
肺弥散临床应用
肺弥散功能测定临床应用
肺的气体弥散主要为O2与CO2的弥散。 CO2弥散能力很强，故不存在弥散障碍，弥 散功能一般是对O2而言，但直接测定肺毛细 血管中氧分压是极其困难的，通常用CO作 为测试气体。CO透过呼吸膜的速率及与血 红蛋白反应的速率与O2相同，且结合力比O2 大210倍。正常人血浆中CO含量接近零，可 以不计（所以肺泡气CO分压即为呼吸膜两 端CO分压差，可代替肺毛细血管内CO分 压）。因此，用肺CO弥散量表示肺弥散。
四、弥散量测定原理： 气体通过膜的弥散速率可用Fick定律表 示： V=K（A/L）*（P1- P2） V：弥散速率 K：弥散系数 A：弥散面积 L：膜厚度 P1- P2：膜两侧气体分压差
肺弥散功能测定临床应用
公式可见：决定气体弥散速率的驱动 力为膜两侧的分压差，在一定驱动力下则 弥散速率决定于弥散系数（与气体溶解度 及气体与膜的反应有关）、弥散面积与膜 厚度。 用肺弥散（DL）表示弥散膜的特征 则DL=V/（P1-P2）
肺弥散功能测定临床应用
DLCO（或TLCO）系指气体在单位时间 内及单位压力差下所能转移的CO量。公式 表示为： DLCO=VCO/PACO-PCCO VCO：肺CO摄取速率 PACO：肺泡CO分压 PCCO：肺泡毛细血管CO分压，可忽略不计 则DLCO=VCO/PACO。 DLCO与DLO2换算：根据Graham与Henry定律:
肺弥散功能测定临床应用
六、影响弥散量的因素 1. 身材体积：弥散量与身材体积成正相关。 2. 年龄：成年人弥散量随年龄的增加而减 少，平均每年减少0.75~1.80ml/mmHg/min。 3. 性别：同年龄组，男性大于女性。 4. 体位：弥散量卧位>坐位>立位。 5. 运动：运动时肺通气量与血流量增加， 导致弥散量增加。健康人可增加25~35%。 6. 血红蛋白：Hb减少直接导致弥散量降低， Hb下降1g，DLCO下降7%，因此需校正。 7. 吸烟：吸烟可导致肺通气―血流分布不 均，使弥散量减少。
溶质运移理论水动力弥散数的计算方法
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二、二维水动力弥散-瞬时投放示踪剂
实际中，仅用3组数组求出的参数具有一定随机 性甚至失去物理意义，故需要一些列C-t数据。可先 去掉不符合物理意义的数值，再将其余参数算术平均 值即可视作待求参数的近似值。如下表：
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二、二维水动力弥散-瞬时投放示踪剂
2.直线图解法
（5-23）
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一、二维水动力弥散-瞬时投放示踪剂
若观测孔位于x轴上，（5-23）可简化成
有 改写式子 令
可通过求u来求DL
（5-27）
则
（5-30）
综合（5-27）（5-30）
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二、二维水动力弥散-瞬时投放示踪剂
通过证明可得出下式（过程略）：
（5-32）
取
（5-32）写成
参数计算的具体步骤 1.从实测的C-t数据序列中找出Cm、tm值，当观测数据 较少时，可先作出C-t曲线后，从曲线上查出Cm、tm值 2.计算两组X、Y，绘在直角坐标系中，两轴比例一致， 17 再量取R
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二、二维水动力弥散-瞬时投放示踪剂
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二、二维水动力弥散-瞬时投放示踪剂
参数计算步骤：
（2）若流向不确定 计算方法改变，用（x1，y1）（x2,y2）两个观测孔
解得
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二、二维水动力弥散-瞬时投放示踪剂
4.弥散晕面积求参法
前面已证
弥散晕为椭圆，圆心为（ut，0），以孔隙平均流速 向前移动，长轴a和短轴b之比 (4-68) 以浓度C为等值线的椭圆面积为
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一、一维水动力弥散-连续注入示踪剂
1 2 故 DL x0.1587 x0.8413 8t
若固定x，在不同时刻测定 浓度C，如图，有
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弥散（地质学术语）详细资料大全
弥散（地质学术语）详细资料大全弥散又称水动力弥散或水力弥散，为溶质示踪物稀释时的扩散现象。
当一定数量溶质示踪物在地下水流中运移而逐渐传播时，可以占据超出地下水平均流速所影响的范围，愈扩愈大。
弥散是由质点的热动能和流体的对流而引起的，是分子扩散和机械混合两种作用的结果。
所以弥散具有分子扩散和机械弥散两种作用。
在渗透性能较好的含水层中，地下水流速较大时，机械弥散作用比分子扩散作用大，有时可忽略后者；而在较细颗粒的多孔介质中，地下水流速通常很慢，分子扩散作用比较明显。
基本介绍•中文名：弥散•外文名：Dispersion•别称：水动力弥散•套用学科：环境工程•适用领域范围：环境生态•分类：分子扩散、机械弥散释义,分子扩散,机械弥散,弥散系数,分类,成因,释义地下水流中的溶质(如污染物、示踪剂等)沿流向逐渐传播扩散，并在渗流区域中占有愈来愈大的体积的现象。
主要由两类基本现象组成。
一为对流，亦称“机械弥散”。
指污染物随水流一起在岩石或土的孔隙中流动，不断被分散进入更多的孔隙，因而在岩石或土中占据愈来愈多的体积。
二是分子扩散，由含污染物的水和不含污染物的水中的溶质浓度差引起。
即使在静水中也能产生分子扩散。
沿地下水流向的弥散称“纵向弥散”，垂直于地下水流向的弥散称“横向弥散”。
在地下水污染预测、地下水人工回灌和海岸带的咸水入侵的研究中有重要的套用。
分子扩散静止水体中的溶质在溶液浓度梯度的作用下，从浓度高处向浓度低处的运移现象。
分子扩散与分子、离子及质点的热运动有关，最终可使溶液浓度达到平衡。
溶液中溶质的分子扩散速度服从费克(Fick)定律。
机械弥散恒温条件下多孔介质中流体所产生的溶质扩散效应。
在总体上，水流应按某一平均流速运动。
但由于孔隙、裂隙分布的不均匀，几何形状和大小的不同，实际上溶质示踪物是沿着曲折的渗透途径运动的，水流的局部速度在大小和方向上发生著变化，引起溶质在介质中扩散的范围愈来愈大。
弥散系数弥散系数表征地下水中溶质迁移的重要水文地质参数，它表征在一定流速下，多孔介质对某种溶解物质弥散能力的参数。
土壤溶质迁移求解思路
在土壤中，溶质分子扩散符合菲克定律，即ds mc J D x∂=-∂ 式中ds J 为土壤中溶质分子扩撒通量，m D 是在土壤中分子扩散系数.由于受土壤含水量、空隙弯曲度等因的影响,土壤中分子扩散系数比自由水中小。
一般把在土壤中溶质扩散系数表示为含水量的函数，而与土壤溶质浓度无关，即b m w D D ae θ=式中:由于土壤中存在着大小不一、形状各异的的空隙，水溶液在其中流动过程中，每个空隙中的流苏大小和方向各不相同,使溶液分散并扩大运移范围的现象称之为机械弥散.机械弥散所引起俄溶质迁移通量表示为h hc J D x∂=-∂ 式中h J 为土壤中溶质分子扩撒通量，h D 是在土壤中分子扩散系数。
通常机械弥散系数可以表示为空隙流速的函数,即nh D vλ=式中：λ是弥散度，n 是经验系数，v 是空隙平均水流速度。
一般认为机械弥散系数与平均空隙水流速度成一次方程正比，这样经验系数n =1，弥散度的大小取决于水分通量和溶质对流弥散通量的平均尺度大小,一般来说扰动土条件下,λ的值为0.5 到2cm 之间机械弥散和分子扩散作用在土壤中都引起溶质迁移,但因围观流速不以测量，弥散作用与扩散作用也很难区别，同时两者的所引起的溶质迁移通量表达式的形式基本相同。
所以在实际中长把两种作用联合考虑，并称之为水动力弥散。
同样把分子扩散系数和机械弥散系数叠加起来，称之为水动力弥散系数。
因此水动力弥散作用是个别分子在空袭中运动及所发生的一切物理和化学作用的宏观表现。
根据水动力弥散定义以及分子扩撒和机械弥散间的关系，可把水动力弥散引起的土壤溶质迁移通量表示为：lh lh cJ D x∂=-∂式中：lh J 是水动力弥散引起的溶质通量，lh D 水水动力弥散系数，nb lhw D D ae vθλ=+土壤水是土壤溶质迁移的载体，溶质可以随着土壤水分整体运动而迁移，这种迁移过程称之为对流。
由于对流作用引起的土壤溶质迁移通量与土壤水分通量和水溶液浓度与关，可表示为wc w J J c =式中:wc J 是对流引起的溶质通量,w J 是土壤水分通量.因此以液态形式迁移的土壤溶质通量可表示为wc lh cJ J D x∂=-∂惰性非饱和吸附性溶质的迁移:()()((,))w lh c c J c D v t x x xθθ∂∂∂∂=-∂∂∂∂ 上式描述了非稳定流情况下的土壤溶质迁移过程.对于稳定流情况()()w lh cc J c D t x x xθθ∂∂∂∂=-∂∂∂∂ 上述方程可进一步化简为22v c c cD v t x x∂∂∂=-∂∂∂ 式中：/vlh D D θ=,qv θ=初始和边界条件：000(,0)(0,)(0)(0,)0()(,)0ic x c c t ct t c t t t c t x=⎧⎪=<≤⎪⎪⎨=>⎪∂∞⎪=⎪∂⎩其解析表达式为000000()(,)(0)(,)()(,)(,)()i i i i c c c A x t t t c x t c c c A x t c A x t t t t +-<≤⎧=⎨+--->⎩1/21/211(,)[]exp()[]22()22()v v v x vt vx x vtA x t erfc erfc D t D D t -+=+ 22().lh c c c D q t x xθθ∂∂∂=-∂∂∂一维水平非饱和水动力参数的测定原理: 1一维水平非饱和溶质迁移模型()()((,))w lh c c J c D v t x x x θθ∂∂∂∂=-∂∂∂∂ ()..((,))()w w lh c c J c c J D v t x x x xθθ∂∂∂∂∂=-+∂∂∂∂∂ 由于wc w J J c =()wJ k s xθ=∂∂ ()().()k D C θθθ=，m S ϕ=-()md c d θθϕ=()w J D x θθ∂=-∂()wcJ D c xθθ∂=-∂故由()..((,))()w wlh c c J c c J D v t x x x xθθ∂∂∂∂∂=-+∂∂∂∂∂ 可得()..(())..(())()lh D c c D c c c x x D t t x x x x θθθθθθθ∂∂-∂∂-∂∂∂∂∂∂+=-+∂∂∂∂∂∂()..(())..(())()lh D c c D c c c x x D t t x x x xθθθθθθθ∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂+=++∂∂∂∂∂∂ ..(())()[()]lh cc c c D D c D tt x x x x x xθθθθθθθ∂∂∂∂∂∂∂∂+=++∂∂∂∂∂∂∂∂222()..(())..(,).().)()lh lh D c c D c c c D v c x x D t t x x x xθθθθθθθθ∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂+=+++∂∂∂∂∂∂其边界条件为 00(0,)(,0)(,)(0,)(0,0)0(,0)(,)a b a a bt x t x t x l c c t x c ct t x c t t x c t xθθθθθθ⎧⎪==⎪==⎪⎪=>⎪⎪==⎨⎪=<≤=⎪=>=⎪⎪∂∞⎪⎪∂⎩由一维土壤溶质迁移方程可知，方程中待求参数为水动力弥散系数(,)lh D v θ和水分扩散系数()D θ又由于nb lh w D D ae vθλ=+msD D )()(0θθθ= )(0)(θθβθ--=se D D 120.5()11mmr r s s r s r D D θθθθθθθθθ⎧⎫⎡⎤⎛⎫⎛⎫--⎪⎪⎢⎥=--⎨⎬ ⎪ ⎪--⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎪⎪⎣⎦⎩⎭因而只要确定水动力弥散系数计算公式nb lh w D D ae v θλ=+中的自由水中分子扩散系数wD 以及指数a 、b ，机械弥散公式中的弥散度λ，和经验系数n ，以及空隙平均水流速度v ；还有水分扩散系数公式之一msD D )()(0θθθ=中的饱和扩散率0D 以及指数m ，那么就可以求得任意时刻各点的含水率以及溶质浓度分布。
地下水污染试验研究进展
1800×1200× 8(垂向)
砂子，各向同 性
Soltrol 220
在非饱和土中迁移过 程气压饱和度的变化
Soga，Kechavarzi等，[14]
73×15×25
砂子，各向同 性/各向异性
Soltrol 220
土工离心机上模拟 LNAPL在非饱和土中的
流中运移
Cui Y J,P Delage and P 多相分相吸力控
2005 年 2 月
SHUILI XUEBAO
第2期
2.1 试 验 用 污 染 物 选 择 理想的示踪剂应当是：无毒、廉价、能随水移动，即使以痕量存在也容易被测
定出来且不改变地下水的天然流向，在所需要的时间内化学性质稳定；在所研究的含水层中不被所通过的
固体吸附和滤出，同时又不在地下水中大量存在[13]。国内室内弥散试验中所用到的污染物主要以可溶性物
用土工离心机上模拟 LNAPL渗流
Illangaseare,Ewing[9]
57×38×5
各向异性
p-xylene(对二甲苯)
修复(表面活性剂)
Brian Cooke[10]
Φ7.6，长240(一 细砂，各向同
维渗流柱)
性
Soltrol 130
土工离心机上模拟 LNAPL在多维流中运移
的合理性
Illangasekare， Armb-rusterIII，等[11]
由于人类活动的长期影响，在全世界范围内地下水环境均表现出不同的恶化趋势。日本环境厅对全国 地下水进行了调查，结果发现很多地方的地下水中三氯乙烯和四氯乙烯的含量已严重超过世界卫生组织 (WHO)所规定的饮用水标准[1]。而我国的污染情况更不容乐观。据《中国统计年鉴》(1996年)，我国每年排 放的工业废水、污水总量205.9亿t。这些废水、污水的75%左右未经处理直接排放入水域。同时，随着地 表水体的污染、下渗，许多城市附近，如北京、天津、太原、郑州、许昌、淄博等，地下水污染日益严重， 浅层地下水已不能饮用[2]。
地下水动力学_南京大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
地下水动力学_南京大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.潜水井的井损包含参考答案:过滤器损失、井内部水向上运动过程中的水头损失、渗出面的水头损失2.在承压含水层中抽水，会引起承压含水层的一些现象，以下哪个是错误的？参考答案:水的压缩3.渗透系数和以下哪个因素无关？参考答案:水流速度4.以含水率θ为因变量的一维Richards方程：【图片】中，“±”表示参考答案:坐标轴Z轴向上或向下5.渗流速度v和实际平均流速u的关系为参考答案:v = u * n6.地下水动力学的知识与下面哪个实际问题关系不密切参考答案:废污水处理技术7.关于渗流的概念，以下哪个说法是对的？参考答案:是一种假想的理想条件下的地下水流8.在灌溉区，为避免盐渍化或沼泽化，设计合理的排水渠间距需要考虑的因素不包含参考答案:引水量9.关于“入渗率”和“入渗补给量”的关系参考答案:入渗率大于入渗补给量10.无积水入渗过程，供水强度（）土的入渗性能参考答案:小于11.关于蒸发，以下哪个表达是错误的参考答案:输水能力大于潜在蒸发能力时，土面蒸发强度由土壤含水量限制12.用电场模拟地下水流场V=KJ时，变量对应关系正确的是参考答案:水头H对应电压U13.关于地下水问题研究中物理模拟说法不对的是参考答案:效率较数值模拟高14.进行地下水流数值模型识别和验证时，主要识别验证的内容不包括参考答案:化学场15.以下方法中，最常见的物理模拟方法是参考答案:电模拟16.关于地下水运动的物理模拟和数值模拟，说法正确的是参考答案:数值模拟比物理模拟快捷高效，物理模拟比数值模拟能更好发现新的运动规律17.物理模型模拟地下水原型问题的相似性基础包括参考答案:数学控制方程相似_物理规律相似_定解条件相似_模型与原型对应物理量的比例相似18.关于河渠间地下水分水岭，说法错误的是参考答案:河渠间潜水总是存在分水岭19.河渠引渗时，同一时刻不同断面的渗流量随着远离河渠渗流量参考答案:逐渐变小20.根据单井抽水试验数据，无法求渗透系数K。
血液透析题库(医护技)
第一章第一节血液透析原理【单选】1.血液透析治疗模式清除小分子毒素的主要原理是（A ）A.弥散B.超滤C.吸附D.渗透E. 以上都对2. 血液透析滤过治疗模式的主要原理有（A）A.弥散和对流B.弥散和吸附C弥散D对流E吸附3. 溶质在浓度梯度下的跨膜转运称为（B）A.对流B.弥散C.吸附D.渗透E以上都不是4. 溶质在压力梯度下通过半透膜的运动称为（B）A 弥散B 对流C 吸附D 渗透E 以上都不是5. 一般情况下，透析液的流速为血流速的（C）倍最有利于溶质的清除。
A 1B 1.5C 2D 0.5E 36. 影响弥散的因素不包括（D）A溶质的分子量B溶质的浓度梯度C膜的阻力D透析液电导度E透析液和血液流速7. 影响对流的因素不包括（E）A血浆蛋白浓度B血细胞比容C血液黏滞度D温度E血流量8. 有机磷农药中毒最适宜的血液净化方式是（B）A血液透析B血液灌流C血液滤过D单纯超滤E以上都不对9. 透析器膜两侧的压力差被称为（D）A动脉压B滤器前压C静脉压D跨膜压E静水压10. 单位mmHg压力梯度下每小时通过膜转运的液体毫升数被称为（B）A 筛选系数B 超滤系数C 弥散系数D 尿素清除系数E 肾小球滤过率【多选】11.血液净化的基本原理有（ABC）A.弥散B.对流C.吸附D.渗透E.转运12. 根据FiC.k定律，溶质的弥散量与（ABCD）有关。
A.溶质运动的距离B.溶质弥散系数C.溶质的浓度梯度差D.溶质弥散面积E.超滤量13. 下列关于透析器的透析效率，说法正确的有（CDE）A.等同于清除率B.计算时不依赖与血液中的代谢废物浓度C.反映透析器清除溶质的量D.用于比较各种透析器的效能E.以容量速率表示14. 下列关于透析器的透析效率，说法正确的有（CDE）A.等同于清除率B.计算时不依赖与血液中的代谢废物浓度C.反映透析器清除溶质的量D.用于比较各种透析器的效能E.以容量速率表示15. 影响透析效率的因素（ABCD）A.溶质的浓度梯度B.溶质的相对分子量C.膜的阻力D.透析器效率E.超滤量【简答】16.患者李某，男性，58岁，维持性透析11年，因胸部不适于今日行冠脉造影术，造影术后遵医嘱立即给予血液透析滤过治疗4小时。
《地下水动力学》实验指导书(1)
《地下水动力学》实验指导书前言地下水动力学是水文与水资源工程专业和环境工程专业以及勘查技术专业等涉及地下水补给、径流、排泄和污染物运移研究的一门基础理论课。
本实验指导书主要涉及河间地块中地下水的天然稳定渗流和非稳定渗流流场模拟、降水或蒸发时包气带中地下水的渗流流场模拟以及非饱和土的导水率和地下水污染物水动力弥散系数测定等内容。
通过实验可使学生能够直观地了解和掌握各类地下水运动的基本规律。
本实验指导书主要适用于水文与水资源工程专业和环境工程专业，其它相关专业可根据教学要求做适当的增减。
为便于学生掌握，各次实验配有相应的多媒体影视教学光盘，以powerpoint和vcd格式可在校内多媒体教室或网上播放观看。
该实验指导书是在工程学院领导李铎教授参加与指导、水文与水资源教研室主任刘金锋和刘振英、邵爱军、许广明教授等人以及本教研室同仁们支持和帮助下，由曹继星执笔编写完成，最后由贾贵庭教授审核。
其中可能还存在不少问题, 望读者多提宝贵意见，以便更加完善。
实验规则一、实验课前，必须按实验指导书进行认真预习，明确实验目的、原理、步骤、要求及注意事项等方可实验。
二、每次实验前按各班分好小组(每组为10—15人), 并报实验人员，实习时不要随意更换。
三、必须按规定时间进行实验，无故不上实验课者，以旷课论处、因故不能上实验课，应提前向指导教师请假办理手序，但必须在期末课程考试前按规定时间补齐所有实验内容。
四、服从实验教师的指导，实验操作，要严格按操作规程进行，完成每个实验步骤。
实验时要仔细观察，及时做好记录；实验数据要遵重客观实际，实事求是，严禁杪袭和胡捏臆造。
独立完成实验报告编写，报告中所绘图件力求清晰美观，文字整洁。
五、遵守实验课纪律, 不迟到，不早退，严禁喧哗, 保持室内安静。
六、遵守实验室规章制度。
爱护实验室内的所有仪器设备。
每次实验前所领用器具，应仔细检查，看有无损坏，若有损坏要立即报告。
实验结束后交还所领器具，并经任实验课老师验收本人签字后方可离开。
弥散试验参数计算及分析
弥散试验参数计算及分析为进行地下水污染的预测和防治，必须深入研究弥散-对流问题并确定弥散系数。
该文主要对常见的一维稳定流二维弥散系数（横向、纵向）计算方法进行了分析研究，根据野外弥散试验实测数据，通过计算和综合分析，确定弥散系数。
同时总结出规律：利用同一距离或同一断面不同时刻的观测数据计算弥散参数通用性好，精度较高，便于应用。
标签：弥散试验弥散系数示踪剂吸附系数迟滞因子1弥散试验的目的及原理弥散试验是为了研究污染物在地下水中运移时其浓度的时空变化规律，并通过试验获得进行地下水环境质量定量评价的弥散参数。
通过野外弥散试验：在上游的投源井（又称主井）中投放示踪剂（NaCl），通过下游的监测井（接收井或取样井）观测示踪剂在水流方向上空间、时间的变化，根据观测记录资料，选择相应的数学模型计算水动力弥散系数。
投放示踪剂主要方法为附加水头法、连续注水法、脉冲注入法等。
2弥散试验的原理与计算公式根据接收井中示踪剂浓度随时间的变化资料，利用有关的理论公式，便可计算出地下水的流速和水动力弥散参数。
根据投源井到接收井的距离和示踪剂从投源井到接收井的时间，可近似地计算出地下水的流速。
根据接收井中示踪剂浓度随时间变化的监测数据，绘制各接收井示踪剂浓度C与监测时间t的关系C（t）-t曲线，见下图。
本次试验，根据试验场地的地质、水文地质条件，在抽水试验与水位观测的基础上，进行一维稳定流瞬时注入示踪剂的二维弥散试验，采用逐点求参法求取水动力弥散参数。
逐点求参法的原理为：设有2个时刻t1、t2，对应的浓度C1、C2，利用下式可以得到纵、横向水动力弥散参数。
式中：DL为纵向弥散系数（m2/d）；DT为横向弥散系数（m2/d）；u为地下水的实际流速（m/d）；n为含水介质的孔隙度；C1为t1时刻示踪剂浓度（mol/L）；C2为t2时刻示踪剂浓度（mol/L）；m为单位厚度含水层上投放示踪剂的质量。
3计算参数的取值、结果与分析本次弥散试验，根据各接收井中接收的水样检测结果，绘制了电导率与时间关系曲线（见上图）。
DTI中的FA值
磁共振新技术应用之二：弥散张量成像DTI广东三九脑科医院影像诊断中心欧阳兵时间：2010-03-30 编辑：韩雪媚阅读：2146摘要:磁共振扩散张量成像(MR-DTI)技术是近年来在MR-DWI基础上发展起来的成像及后处理技术,它利用组织中水分子的自由热运动的各向异性的原理,探测组织的微观结构,达到研究人体功能的目的。
目前,DTI是唯一可在活体显示脑白质纤维束的无创性成像方法。
一、原理简介磁共振扩散张量成像(MR-DTI)技术是近年来在MR-DWI基础上发展起来的成像及后处理技术,它利用组织中水分子的自由热运动的各向异性的原理,探测组织的微观结构,达到研究人体功能的目的。
目前,DTI是唯一可在活体显示脑白质纤维束的无创性成像方法。
在自然条件下，质子的弥散很少受到限制，如蓝墨水滴在纯水中的弥散。
这时的弥散速度在各个方向上是相等的，称为各向同性。
然而，生物体中由于某些屏障的阻碍，如存在的半透性和可通透的细胞膜等，质子的随机运动受到限制，这样就形成了对弥散的限制。
人体组织中的长纤维的存在亦使得质子的弥散在各个方向上不完全相同，一般说来，沿着长纤维走行弥散的质子要明显快于垂直其方向弥散的质子。
这就是所谓的各向异性，从而引出弥散张量成像。
DTI是在DWI基础上，在6-55个线性方向上施加射频脉冲，多采用单次SE-EPI序列，每个方向上均使用相同的较大b值，计算各个方向上的弥散张量而成像。
用DTI示踪白质纤维的走行，其基本原理是通过一个主本征值，寻找一个与其接近的体素，将这些体素联系起来，达到显示白质纤维的目的。
二、DTI在中枢神经系统的临床应用1.正常脑白质纤维的显示多数学者认为DTI能非常准确地显示主要的白质纤维束，与神经解剖学图谱的对照研究也显示了两者之间有良好的相关性。
Mamata等研究证实DTI 可获得一系列完整的正常脑白质纤维图像。
可显示的纤维束包括：弓状束、上下纵行束、钩回束、视听辐射、前连合、胼胝体、锥体束、薄形束、楔形束、内侧束、红核脊髓束、顶盖脊髓束、中盖束、三叉神经丘脑背侧束、上中下大脑脚、动眼和三叉神经根部纤维等。
数值模拟在地下水环境影响评价中的应用
数值模拟在地下水环境影响评价中的应用作者：王志刚等来源：《计算机光盘软件与应用》2013年第24期摘要：本文利用地下水数值模拟软件Visual Modflow，在详细研究某电厂周边水文地质条件的基础上，建立了研究区的地下水流动模型和地下水溶质运移模型，对电厂事故工况下泄露到地下水中轻质柴油的运移规律进行了模拟研究，就其对地下水的影响进行了分析评价。
结果表明：模拟期内柴油对含水层造成了污染，并且存在超标现象，但没有对保护目标造成明显影响。
结合数值模拟过程，提出了数值模拟在地下水评价应用中的一些注意事项，可为今后的地下水评价提供参考。
关键词：数值模拟；地下水；环境影响评价中图分类号：X820.3随着我国经济社会的发展，人们对环境质量的要求越来越高[1]，而同时，我国的环境污染问题，尤其是地下水环境污染的问题越来越严重。
作为重要的环境因子，地下水已经成为城市和工农业用水的主要水源[2]。
在经济社会可持续发展的前提下，防治地下水环境污染已引起人们的重视，全面、准确地评价建设项目对地下水环境的影响对于保护地下水资源意义重大[3]。
环保部2011年6月发布了《环境影响评价技术导则—地下水环境》（HJ610-2011）[4]（以下简称《导则》）正式作为我国建设项目地下水环境影响评价工作的规范和指导，这就对地下水环境影响评价提出了更高的要求。
随着科学技术的发展，数值法越来越成为解决地下水问题的重要方法，数值模拟技术以其方便、灵活和高效的特点在水文地质领域得到广泛应用[5-7]。
而《导则》要求，对于地下水环境影响一级评价，必须采用数值法进行预测和评价，对于地下水环境影响二级评价，可选择采用数值法或者解析法进行预测和评价。
可见，数值法在地下水环境影响评价中占有重要地位。
然而，由于自《导则》开始实施以来的时间较短，数值模拟在地下水环境影响评价中的应用还存在诸多方面的问题。
本文拟通过建立某电厂厂址区域的地下水数值模型，利用Visual Modflow软件模拟事故工况下污染物在地下水中的迁移规律，进而就本工程对该区域地下水环境的影响进行预测和评价。
呼吸系统试题生理学
一.名词解释1．肺通气(pulmonary ventilation)2．顺应性（compliance）3．肺表面活性物质(pulmonary surfactant)4．潮气量(tidal volume,TV)5．肺活量(vital capacity，VC)6．用力呼气量(FVC)7．生理无效腔（physiologic dead space）8．功能残气量(functional residual capacity，FRC)9．每分通气量(minute ventilation volume)10．肺泡通气量(alveolar ventilation)11．胸膜腔内压(intrapleural pressure)12．肺扩散容量(pulmonary diffusion capacity)13．通气/血流比值(ventilation/perfusion ratio)14．氧容量(oxygen capacity)15．氧含量(oxygen content)16．血氧饱和度(oxygen ?saturation)17．氧离曲线(oxygen dissociation curve)18．波尔效应（Bohr effect）19．肺牵张反射(pulmonary stretch reflex)20．中枢化学感受器（central chemoreceptor）二、填空题21.呼吸的全过程包括三个相互联系的环节，即_____，_____，_____其中外呼吸包括_____ 和_____；内呼吸包括_____ 和_____。
22．肺通气的原动力来自_____，直接动力是_____ 。
23.肺通气的阻力包括_____和_____ 两种。
24.肺的弹性阻力来自_____和_____，其中以_____为主。
肺的非弹性阻力主要来自_____ ，它受_____、_____和_____ 的影响。
25.弹性阻力大，不易扩张，顺应性_____；弹性阻力小，易扩张，顺应性_____26.正常成人腹式呼吸与胸式呼吸同时存在，但以_____为主；小儿主要是_____ 呼吸，妊娠后期的妇女则以_____呼吸为主。
全身弥散DWI原理及临床应用
That’s all Thank you
ADC
病理基础
细胞坏死崩解组织 水分子运动不受限制
DWI仍然是高信号！！！
弥散序列
1800 900
回波
TE
time
T2穿透效应
DWI
弥散
T2
弥散加权图像包含有T2、弥散变化的综合 信息，我们把T2的对比度在弥散图像上反 映的现象称为透过效应（shine through) 。
全身弥散
扫描多段，拼接成 一个整体，这就是 “全身弥散”。
但是背景（正常组 织）的信号很强， 干扰了病变的显示 ，特别是小病灶。
全身弥散序列－STIR-DWI
180o Inversion
Technique: STIR DWI
加上 STIR
没有 STIR
加上 STIR
没有 STIR
STIR-DWI
•全身DWI存在假阴性和假阳性。
• 假阴性常见原因：肿瘤组织比正常组织细胞间的间隙并不狭窄， 水分子弥散比正常组织并不更受限。
• 假阳性常见原因：部分非肿瘤组织常规组织细胞间隙狭窄，水分 子弥散比正常组织更受限；或是存在较重T2穿透效应。
•全身DWI需与常规MR序列结合诊断会减小假 阴性和假阳性带来的误诊。
ADC
－
＝
DWI(B=1000) T2(B=0)
ADC
ADC
1W 2W 3W 4W
ADC值下降
ADC值升高
That’s all Thank you
急性脑梗塞病人
•急性脑梗塞病人， 有明显症状。 •在T2, T1, FLAIR图像 上都未见异常。DWI 上清晰显示病灶区。
体部弥散 全身弥散
弥散成像在全身其他部位的应用
北疆典型土壤纵向弥散系数试验
新疆农业科学2001,53(2：21-103Xinjiany Ag/cultkrai Sciexcasdel：14.9448/j.距/.1445-4334.9265.05.018北疆典型土壤纵向弥散系数试验虎胆•吐马尔白05,穆丽德尔•托伙加2,朱珠2(0南京科学研＜7水*水资源工程(点实验*，南京219026；2新疆农业大学与土木工程学7,?鲁木齐830052)摘要：【目的】研究不同土壤质地对土壤纵向弥散系数和弥散度的影响。
【方法】根据土壤物理学及水动力弥散理论，以新疆北疆较为常见的典型砂壤土、粉壤土、壤土为例,NVI为示踪剂，采用室内一维土柱垂直入渗试验测定纵向弥散系数。
【结果】不同土壤质地，渗流速度越小弥散系数越小,渗流流速越大，达到土壤溶质浓度峰值的时间越短，且峰值浓度越大。
砂壤土渗流速为4.020cm/mf,纵向弥散度为658cm；粉壤土渗流速度为4525cm/mf,纵向弥散度为3.85cm；壤土渗流速度为4.415cm/mf最小,纵向弥散度为0.04 cm。
【结论】尔散系数和弥散度取决于土壤质地类型与渗流流速。
关键词：耳型土壤;盐分运移;纵向弥散系数中图分类号：S67文献标识码:A文章编号：1445-4334(2401)45-4155-084引言【研究意义】弥散系数的确定一般通过室内土柱入渗以及田间弥踪或者采用水环境长期测量的行反推而获取。
土壤水盐运移参述土壤中水分、盐分运移规律的基础,也是水盐运移模型的3_5］o土壤溶质运地下水环境污染的加重起着的，渍土地的形成有着密切的⑷。
【前人研究进展］Lapidks和Amundson,Nielsen3"4］和Bigger3］根立了易混合置换理论，认为溶质的通量是由、扩散和弥散的共用引起的；测定土壤溶质运移参数的含:穿透曲线法、公式法、水平土柱吸渗法、瞬时剖面法和反函数法等3「5］。
研究遍探究水动力弥散现象Bevz5I960,1961-34］,Pfankuch(1966-35］。
砂箱弥散试验尺寸效应及弥散度尺度效应
砂箱弥散试验尺寸效应及弥散度尺度效应宫玥; 张敏; 任宇; 郭彩娟; 孙琳【期刊名称】《《地球科学与环境学报》》【年(卷),期】2019(041)006【总页数】9页(P748-756)【关键词】砂箱; 弥散试验; 弥散度; 尺度效应; 尺寸效应; 孔隙含水层; 野外尺度; 土体【作者】宫玥; 张敏; 任宇; 郭彩娟; 孙琳【作者单位】中国地震灾害防御中心北京 100029; 中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄 050061; 自然资源部地下水科学与工程重点实验室河北石家庄 050061; 中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京 100083【正文语种】中文【中图分类】P641.2; X5230 引言弥散度是孔隙含水层中污染物迁移的关键参数，表征介质的弥散特征，主要是介质非均质性的体现[1-5]。
然而，弥散度获取一直以来都是水文地质学的难点问题[1-5]。
室内砂箱弥散试验是获取弥散度的重要手段[5-11]。
但室内试验测得的弥散度不仅与含水介质有关，还受试验规模影响。
室内所测得的弥散度往往与野外测定的相差一个或数个数量级[5-9]。
因此，一般认为，砂箱、土柱等室内弥散试验可用作研究水动力弥散机理，不可应用于野外[1-10]。
普遍认为，室内试验不可应用于野外的原因是弥散度尺度效应。
研究发现，尺度越大，弥散度越大[1-5]。
依此理论，砂箱尺度获取的弥散度经尺度分析可外推至野外尺度。
然而，外推至野外尺度涉及穿越不同尺度约束体系的限制问题，该问题虽已在多个学科领域研究数年，至今却仍是世界性难题，尺度外推常被认为是砂箱弥散试验野外应用的主要制约问题[12-15]。
尺度外推需要首先刻画砂箱尺度对试验结果的影响。
野外弥散度主要体现土体的非均质性，而砂箱由于边壁存在，其弥散度体现的则是砂箱边壁和土体二者组合的非均质性[16-20]。
理论上可认为，砂箱边壁影响产生的尺寸效应越小，试验结果越接近土体弥散度。
NaCl作为示踪剂在西北苦咸水区地下水水动力弥散试验研究——以定
NaCl作为示踪剂在西北苦咸水区地下水水动力弥散试验研究——以定边县东梁村为例作者：贾利军，邓吉强，康卫东，罗奇斌，畅俊斌，吴广涛来源：《科技创新与生产力》 2016年第11期贾利军1，邓吉强1，康卫东1，罗奇斌1，畅俊斌2，吴广涛2（1. 西北大学大陆动力学国家重点实验室，陕西西安 710069；2. 国家地质矿产部地质工程勘查院，陕西临潼 710600）摘要：在定边县东梁村一农户家院外选取NaCl作为示踪剂，采用径向收敛水动力弥散实验理论方法进行了第四系松散沉积层的现场水动力弥散试验，计算了潜水含水层的弥散参数。
结果表明，NaCl作为示踪剂在苦咸水区也可取得明显的、良好的效果，填补了在苦咸水区选用NaCl作为示踪剂的空白，同时也得出了该场地的纵向弥散度aL为0.812 cm，为进一步建立该地区地下水溶质运移模型、预测地下水污染的发展趋势和评价该地区地下水环境质量提供了重要依据，同时也为苦咸水区弥散试验示踪剂的选取提供了借鉴。
关键词：弥散实验；苦咸水；弥散度；示踪剂中图分类号：S273.4 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2016.11.117陕西省榆林市定边县深居西北内陆，地下水含盐量较高，尤其是靠近苟池与苟池东西湖的东梁村，地下水含盐量可达4 060～4 096 mg·L-1，是典型的苦咸水区，水化学类型主要为Cl·SO4-Na及N·Mg。
地下水弥散系数是表征污染物质在地下水中运移传播的一种参数[1]，而弥散度的确定，又是溶质运移模型建立必不可缺的参数之一，它直接影响着模型预测结果的准确性以及精确度。
弥散试验场地范围处于定边县西北部的白于山区北侧与毛乌素沙漠南缘的过渡地带，地貌类型主要为沙漠和滩地区，属于干旱半干旱地区。
地下水水质受到地形地貌、地层岩性、地下水循环等条件的影响，类型复杂多变，呈现出错综复杂的咸水区和淡水区。
4-第四章 磁共振成像-课后习题答案
第四章 磁共振影像习题四解答4-1 如何理解加权图像？答： 磁共振成像是多参数成像，图像的灰度反映了各像素上MR 信号的强度，而MR 信号的强度则由成像物体的质子密度ρ、纵向弛豫时间1T 、横向弛豫时间2T 等特性参数决定。
出于分析图像的方便，我们希望一幅MR 图像的灰度主要由一个特定的成像参数决定，这就是所谓的加权图像。
例如图像灰度主要由1T 决定时，就是1T 加权图像；主要由2T 决定时，就是2T 加权图像；主要由质子密度ρ决定时，就是质子密度ρ加权图像。
通过选择不同的序列参数，可以获得同一断层组织无数种不同对比情况的加权图像，以便在最大限度上显示病灶，提高病灶组织和正常组织的对比度。
4-2 简述SE 序列时序和180°脉冲的作用。
答：(1)SE 序列时序为先发射90°射频脉冲经过时间E 12t T =后，再发射180°脉冲，当t ＝T E 时出现回波峰值，采集信号。
(2)90°脉冲使0M 倒向y '轴，由于0B 的不均匀性造成各个核磁矩旋进的角速度不同，相位很快散开。
经时间T I 后，在x '方向施以180°脉冲使得所有自旋磁矩都绕x '轴旋转180°，但并不改变旋进方向，所以互相远离的核磁矩变为互相汇聚的磁矩，最后汇聚于-y '轴上，使去相位状态的自旋核重新处于同相位状态，抵消了磁场不均匀造成的影响。
4-3 试分析自旋回波T 1加权、T 2 加权的条件及图像对比度形成原理。
答：(1)选择短T E 和短T R ，实现1T 加权。
选择长T E 和长T R 实现T 2加权。
(2)SE 序列T 1对比度的形成： T 1加权像的对比度主要由T R 决定，T 1大的地方I 值小，图像呈现弱信号；T 1小的地方I 值大，图像呈现强信号。
这是因为使用短的T R ，在下一个RF 时，短1T 组织纵向磁化强度矢量必定恢复的比较好，Z M 较大，在90°RF 作用下xy M 就大，信号就强。
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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。
实验室所测得的弥散度值往往与野外测定的相差一个或数个数量级。
这是由于含水层的不均匀性，室内很难模拟其真实条件所致。
即使野外弥散试验所测得的弥散度值，也不是唯一的，它与试验的规模有关。
一般来说，随着试验规模的增大，弥散度的取值也在增大。
弥散度野外实测值整理见表1
表1（a）弥散度野外实测值（局部规模）
表1（b）弥散度野外实测值（整体规模）
表1（c）弥散度野外实测值（整体规模）
表1（d）弥散度野外实测值（区域规模）
据孙讷正著《地下水污染数——数学模型和数值方法》（1989），纵向弥散系数D L是纵向弥散度αL与空隙平均流速V m的乘积，即：D L=αL·V m。