dispersievectoren

Dispersievectoren is een term uit de hydrogeologie en milieuwetenschappen die verwijst naar de eigenvectoren van de dispersietensor D. Deze vectoren geven de hoofdrichtingen aan waarlangs een opgeloste stof in een poreus medium het meest of het minst dispergeert. De disper­sietensor maakt deel uit van de advections-dispersie vergelijking en beschrijft hoe concentraties zich in ruimte verspreiden door zowel moleculaire diffusie als mechanische dispersion door heterogene stroming.

De dispersietensor D is een symmetrische, positieve definite matrix die in drie dimensies de mate van verspreiding vastlegt. In een isotroop medium is D evenredig met de eenheidsmatrix en vertalen alle richtingen zich gelijk. In een anisotroop medium bevatten de elementen van D ook kruisproducten, waardoor de dispersie niet in de oorspronkelijke coördinaten gelijk verloopt. De eigenvectoren van D vormen dan de hoofdrichtingen van dispersie, en de bijbehorende eigenwaarden geven de dispersiecoëfficiënten langs die richtingen weer.

In een rotatie naar de principal axes wordt D diagonaal en kunnen de dispersieverdelingen langs de drie hoofassen worden beschreven door D1, D2 en D3. De dispersievectoren zelf zijn de richtingen van deze hoofassen. In de praktijk betekent dit dat het vorm en de oriëntatie van een verontreinigingsplume afhankelijk kan zijn van de onderliggende porie-structuur en beddingslijnen, waardoor plume-uitbreiding in bepaalde richtingen hoger kan zijn.

Bepaling gebeurt doorgaans via meetdata of modellering: D wordt uit concentratiegegevens afgeleid, en vervolgens wordt de eigendecompositie uitgevoerd om de dispersievectoren en de bijbehorende dispersiecoëfficiënten te bepalen. Toepassingen omvatten voorspellingen van contaminantenpluimen, ontwerp van monitoringsnetwerken en interpretatie van transportprocessen in ongelijke lagen. Beperkingen zijn onder meer ruimte- en tijdsafhankelijke D-variatie en vereenvoudigde aannames over stationaire conditions.