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程，并通过与常密度流体中相应实验结果的对比，分析常密度与变密度流体中化合物之间的交互关
系，揭示流体密度效应与化合物弥散效应的相互作用机理，为准确预测地下水系统中多组分污染物的
运移提供理论支撑。

２ 实验方法

２．１ 实验装置 图 １所示为多孔介质流动实验装置，包括准二维砂槽、蠕动泵和连接管。

图 １ 多孔介质流动实验装置
砂槽由有机玻璃制成，其内部尺寸为：长 ３０ｃｍ，宽 １ｃｍ，高 １５ｃｍ。砂槽左右两侧均开设有 １５
个小孔，相邻两孔之间的距离为 １ｃｍ。为保证砂槽不发生渗漏，小孔由橡胶塞堵住。橡胶塞中插入内
径为 ０．７ｍｍ的不锈钢针管，用于注射及抽取液体。在两侧高精度 ２４通道蠕动泵中，分别选取 ７个通
道，通过连接砂槽及蠕动泵，实现流动系统的定流量边界条件。泵管及其它连接管的内径为 ０．６４ｍｍ，
均不透光。
２．２ 实验过程
２．２．１ 溶液配制 本实验采用两种水动力扩散系数差异较大的可溶性溶质进行研究，分别为荧光素钠
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２
和氯化钠。其中，荧光素钠的水动力扩散系数为 ４．８０ × １０ ｍ·ｓ ，氯化钠的水动力扩散系数为 １．６１ ×
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２
１０ ｍ·ｓ 。两种溶液的浓度与密度关系见图 ２。

图 ２ 荧光素钠及氯化钠的浓度－ 密度关系

原始溶液的浓度与密度测定方法为称重法，具体步骤为：①称量容量瓶净重；②称取溶质，置于
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容量瓶内；③于容量瓶中加入清水，配置成 ３５ｇ·Ｌ 的溶液；④称取容量瓶与溶液总重量，将所得结
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果与步骤①所得重量相减，即为溶液重量，由此可得浓度为 ３５ｇ·Ｌ 溶液的密度。利用移液器与容量
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瓶，同样采用称重法，将配置好的 ３５ｇ·Ｌ 溶液进行稀释，得到 １７种不同浓度的溶液。上述步骤②
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中的溶质质量可通过计算所取溶液体积与浓度（即 ３５ｇ·Ｌ ）的乘积得到。将实验所测数据进行线性拟
＝ ０．６６２２ Ｃ ＋ ９９７．４ （式
合，可得浓度－ 密度线性关系，荧光素钠与氯化钠分别为 ρ Ｆ ＝ ０．７０２７ Ｃ ＋ ９９７．０ 和 ρ Ｓ
Ｆ Ｓ
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分别为荧光素钠与氯化钠的密度，ｇ·Ｌ ；Ｃ和 Ｃ分别为荧光素钠与氯化钠的浓度，ｇ·Ｌ ），
中：ρ Ｆ 和 ρ Ｓ
Ｆ Ｓ
其相关系数分别为 ０．９９７２和 ０．９９９５，与实验数据吻合度高。
考虑常密度与变密度两种情况，分别将荧光素钠溶液与氯化钠溶液以体积比（Ｒ）１∶０、４∶１、１∶１、
ｖ
０
— １ ８ １ —