本文關鍵詞：層狀土介質中污染物遷移的數學模型研究

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【摘要】：土介質中污染物的遷移過程是一個復雜的物理、化學、生物過程,其研究對污染土治理、污染場地評價等工程問題具有重要的指導作用。數學模型是研究污染物遷移規(guī)律的有效工具,污染物在介質中的遷移過程用拋物型偏微分方程描述。本文針對層狀土介質中一維污染物遷移的情形,進行了系統的研究�？紤]對流作用的影響以及隨時間變化的邊界濃度,運用Duhamel定理和分離變量法推求了雙層介質中包含衰減項的一維污染物遷移對流 擴散模型的解,并給出了一系列算例。分析發(fā)現對流速度對污染物濃度分布存在影響,速度越大影響越顯著。另外,對流速度較小時,邊界類型對底部通量影響很大�？紤]給定的指數衰減型邊界濃度時,參數b aC C對計算結果影響較大。在擴散系數與深度呈線性關系的假設條件下建立了層狀土介質中一維污染物擴散模型,運用正交展開法推導了模型解,并對單層、雙層介質的情形進行了算例分析。分析結果表明相關擴散參數對污染物遷移過程存在復雜影響,對于雙層介質上層介質的擴散性質對污染物濃度的影響相對較大。求解了擴散系數與時間相關且邊界濃度隨時間變化的污染物遷移模型,給出了幾種不同擴散系數分布模型的解,并重點討論了線性漸進型分布模型的情況。結果表明擴散系數分布模型中的參數k對計算結果影響較大,且考慮邊界濃度隨時間變化時,與常濃度邊界相比,污染物濃度分布隨時間總是先增大再減小�？紤]土層中污染物的降解作用,并假設擴散系數隨深度線性變化時,推求了一維污染物遷移模型解,且驗證了結果的正確性和可靠性�；讷@得的解析解,分析了相關參數以及降解半衰期對污染物遷移規(guī)律的影響,結果表明降解作用能夠有效降低污染物的濃度,且對污染物濃度達到穩(wěn)定狀態(tài)需要的時間存在顯著影響。對于復合襯層,假設土工膜中污染物穩(wěn)態(tài)擴散,下伏土層中污染物的擴散系數為深度的線性函數且考慮降解作用的影響,獲得了一維污染物遷移模型解。基于本文模型,算例分析了有關參數的敏感性。結果表明,下伏襯層的擴散性能及污染物的降解作用對其遷移規(guī)律影響較大。本文的研究工作可供垃圾填埋場襯墊系統初步設計參考,也可用于復雜數值模型的驗證及試驗數據的擬合。
【關鍵詞】：成層介質 污染物 擴散 變系數 降解 解析解
【學位授予單位】：溫州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O175.26
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 選題背景及意義10-11
• 1.2 土層中污染物運移理論研究現狀11-14
• 1.3 本文的主要研究工作14-17
• 第二章 土層中污染物的運移機理17-24
• 2.1 對流遷移17
• 2.2 機械彌散17-19
• 2.3 分子擴散19-21
• 2.4 吸附與解吸作用21-22
• 2.5 污染物的降解作用22-23
• 2.6 本章小結23-24
• 第三章 雙層土介質中污染物對流 擴散模型解24-38
• 3.1 污染物對流 擴散模型24-26
• 3.2 模型求解26-29
• 3.3 幾種常見邊界下的解29-30
• 3.4 模型驗證30-31
• 3.5 參數分析與應用31-37
• 3.6 本章小結37-38
• 第四章 土介質中污染物的一維變系數擴散模型解38-50
• 4.1 基本假設與計算模型38-39
• 4.2 模型求解39-41
• 4.3 算例分析與應用41-48
• 4.4 本章小結48-50
• 第五章 土介質中污染物一維時變擴散模型解析50-57
• 5.1 數學模型50-51
• 5.2 模型的解51-54
• 5.3 參數分析與討論54-56
• 5.4 本章小結56-57
• 第六章 考慮降解時土介質中一維污染物變擴散系數模型解析解57-68
• 6.1 污染物遷移模型57-58
• 6.2 模型解析解58-61
• 6.3 模型驗證與應用61-67
• 6.4 本章小結67-68
• 第七章 層狀復合襯層中變系數污染物遷移分析68-76
• 7.1 計算模型68-70
• 7.2 方程的解70-72
• 7.3 參數敏感性分析72-75
• 7.4 本章小結75-76
• 第八章 總結與展望76-78
• 8.1 本文小結76-77
• 8.2 后續(xù)工作77-78
• 參考文獻78-83
• 致謝83-84
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文和參加科研情況84

【參考文獻】

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1 劉曉麗,梁冰,薛強;地下水環(huán)境中有機污染物遷移轉化動力學模型的研究[J];工程勘察;2003年01期

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本文編號：991362