本文選題：多孔介質(zhì) + 示蹤劑��； 參考：《合肥工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：多孔介質(zhì)溶質(zhì)運(yùn)移是當(dāng)今水文地質(zhì)和工程地質(zhì)學(xué)一個(gè)重要的研究內(nèi)容,示蹤實(shí)驗(yàn)是其研究中的一個(gè)重要手段。為了研究非反應(yīng)性及反應(yīng)性溶質(zhì)運(yùn)移機(jī)理,本文在總結(jié)和分析國內(nèi)外地下水溶質(zhì)運(yùn)移的基礎(chǔ)上,建立了一維多孔介質(zhì)溶質(zhì)運(yùn)移的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?在達(dá)西流條件下,利用惰性示蹤劑氯化鈉和亮藍(lán)進(jìn)行示蹤非反應(yīng)性溶質(zhì)運(yùn)移的適用性對比實(shí)驗(yàn),運(yùn)用ADE模型和TPL模型對溶質(zhì)運(yùn)移穿透曲線進(jìn)行數(shù)值模擬,并對擬合結(jié)果進(jìn)行處理分析,總結(jié)得到多孔介質(zhì)中非反應(yīng)性溶質(zhì)運(yùn)移的機(jī)理及規(guī)律。利用反應(yīng)性示蹤劑1,2-萘醌-4-磺酸鈉和苯胺模擬地下水污染物進(jìn)行反應(yīng)性溶質(zhì)運(yùn)移實(shí)驗(yàn),得到反應(yīng)物和生成物的穿透曲線并結(jié)合ADRE模型擬合結(jié)果對結(jié)果進(jìn)行分析討論�？偨Y(jié)歸納本文的實(shí)驗(yàn)成果,得出如下結(jié)論：(1)吸附性實(shí)驗(yàn)中,氯化鈉在多孔介質(zhì)中的吸附性比亮藍(lán)的要強(qiáng)；而在溶質(zhì)運(yùn)移實(shí)驗(yàn)中,氯化鈉隨水流運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)性比亮藍(lán)要差,且彌散性比亮藍(lán)要強(qiáng),拖尾現(xiàn)象較明顯。因此在實(shí)驗(yàn)室尺度下,亮藍(lán)比氯化鈉更適合作為惰性示蹤劑示蹤多孔介質(zhì)溶質(zhì)運(yùn)移實(shí)驗(yàn)。(2)在模擬多孔介質(zhì)溶質(zhì)運(yùn)移時(shí),TPL模擬精度比ADE的要高：在均質(zhì)多孔介質(zhì)中,兩者的擬合評(píng)價(jià)參數(shù)r2和RMSE非常接近,均可以很好的擬合溶質(zhì)運(yùn)移過程；而在非均質(zhì)多孔介質(zhì)中,TPL的r2值比ADE的要更接近1,RMSE要更接近0,TPL模型具有更高的擬合精度。(3)ADE模型擬合時(shí),模型參數(shù)彌散系數(shù)D隨運(yùn)移距離的增大、粒徑的增大和流速的增大均增大；氯化鈉的延遲系數(shù)R比亮藍(lán)的大,隨速度和粒徑變化的規(guī)律不明顯。在TPL模型擬合非均質(zhì)多孔介質(zhì)溶質(zhì)運(yùn)移時(shí),評(píng)價(jià)溶質(zhì)運(yùn)移不規(guī)則性的參數(shù)β2的值隨流速增大和運(yùn)移距離的增大均減小,說明在非均質(zhì)多孔介質(zhì)中,隨水流和運(yùn)移距離的增大,溶質(zhì)運(yùn)移的非費(fèi)克程度也會(huì)相應(yīng)變高,而在均質(zhì)多孔介質(zhì)中,溶質(zhì)運(yùn)移符合費(fèi)克定律。(4)反應(yīng)性實(shí)驗(yàn)中,理想情況下生成物的濃度峰值為0.10mmol/L,而實(shí)驗(yàn)中濃度峰值只達(dá)到0.05mmol/L左右,證明多孔介質(zhì)中介質(zhì)阻隔會(huì)對其中的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生一定的影響。ADRE模型擬合后預(yù)測誤差減小到2%,擬合效果理想,模型參數(shù)D,隨流速和介質(zhì)孔隙度增大而增大,而m和β0僅與流速相關(guān),與介質(zhì)孔隙度關(guān)系不大,其機(jī)理有待進(jìn)一步研究。
[Abstract]:Solute migration in porous media is an important research content in hydrogeology and engineering geology, and tracer experiment is an important method in its research. In order to study the mechanism of non-reactive and reactive solute migration, a physical experimental model of solute transport in one-dimensional porous media was established on the basis of summing up and analyzing the solute migration in groundwater at home and abroad. Using inert tracer sodium chloride and bright blue to compare the applicability of tracing non-reactive solute migration, ADE model and TPL model were used to simulate the solute transport penetration curve, and the fitting results were processed and analyzed. The mechanism and law of non-reactive solute migration in porous media were summarized. Reactive solute migration experiments were carried out by using reactivity tracer (1) -naphthoquinone-4-sulfonate and aniline to simulate groundwater pollutants. The breakthrough curves of reactants and products were obtained and the results were analyzed and discussed with ADRE model fitting results. Summing up and summarizing the experimental results of this paper, we draw the following conclusion: in the adsorption experiment, the adsorption of sodium chloride in porous media is better than that of bright blue, while in the solute transport experiment, the mobility of sodium chloride with water flow is worse than that of bright blue. And the dispersion is stronger than bright blue, and the phenomenon of tail-dragging is obvious. Therefore, on a laboratory scale, bright blue is more suitable than sodium chloride to trace solute migration in porous media as an inert tracer. The simulation accuracy of TPL is higher than that of ADE when simulating solute migration in porous media: in homogeneous porous media, The fitting evaluation parameters R2 and RMSE are very close to each other and can fit the solute migration process very well, while in heterogeneous porous media, the r2 value of TPL is closer to that of ADE, and the fitting accuracy of the model is higher than that of ADE. The dispersion coefficient D increases with the distance of migration, the particle size and flow rate increase, and the delay coefficient R of sodium chloride is larger than that of bright blue, but the law of variation with velocity and particle size is not obvious. When the TPL model fits the solute migration in heterogeneous porous media, the value of 尾 _ 2, which evaluates the irregularity of solute migration, decreases with the increase of flow velocity and migration distance, which indicates that in heterogeneous porous media, the value of 尾 _ 2 increases with the increase of water flow and migration distance. In homogeneous porous media, the solute transport obeys Fecker's law. In the reactivity experiment, the peak concentration of the product is 0.10 mmol / L in ideal condition, but the peak concentration in the experiment is only about 0.05mmol/L. It is proved that the medium barrier in porous media will have a certain effect on the chemical reaction. The prediction error of the ADRE model is reduced to 2 and the fitting effect is ideal. The model parameter D increases with the increase of the flow rate and the porosity of the medium. However, m and 尾 _ 0 are only related to the flow rate, but have little to do with the porosity of the medium. The mechanism of m and 尾 _ 0 needs to be further studied.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P641.2

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本文編號(hào)：1830675