發(fā)布時間：2017-04-08 15:03

  本文關鍵詞：包氣帶流體遷移規(guī)律模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：包氣帶是地面以下,地下水位以上的非飽和地層。包氣帶是污染物進入地下水的通道,決定著地下水污染的風險。同時,污染物進入包氣帶后,也會給生態(tài)環(huán)境和人體健康帶來危害,需要進行污染的控制與修復。污染物在包氣帶的遷移規(guī)律研究是污染控制與修復的前提和基礎,需要進一步深入開展研究。本論文通過一系列砂箱模擬實驗,研究混溶與非混溶相流體在包氣帶均質(zhì)介質(zhì)與不同介質(zhì)界面的遷移規(guī)律,分析地層介質(zhì)界面對污染物遷移的作用,定量分析污染物在包氣帶中的分布范圍和其縱向與橫向遷移規(guī)律,為地下水污染風險評價、地下水污染防控、以及污染的修復提供依據(jù)。論文利用柴油模擬非混溶NAPL(非水相流體)污染物,利用水模擬混溶污染物(保守型污染物)的對流作用。從流體在均質(zhì)包氣帶中的遷移模擬實驗可以發(fā)現(xiàn),流體在均質(zhì)包氣帶的污染區(qū)域形狀為去頂?shù)臋E球形。包氣帶介質(zhì)滲透性越低,流體在橫向上的遷移能力越強,污染區(qū)域呈扁平狀橢球;介質(zhì)滲透性越高,流體在縱向上的遷移能力越強,污染區(qū)域呈豎長條狀橢球。相比于非混溶相流體,混溶流體具有更大的表面張力,因此在包氣帶中受到介質(zhì)更大的毛細作用,使得在相同包氣帶介質(zhì)條件下,混溶相流體有更強的橫向遷移能力,非混溶相流體則縱向遷移能力強�？偨Y(jié)實驗結(jié)果,本文建立了一組關于流體在包氣帶中不同方向上的遷移距離及包氣帶污染區(qū)域體積的預測公式。非混溶流體污染物在不同質(zhì)量含水率的包氣帶中遷移時,隨著介質(zhì)質(zhì)量含水率的增大,流體的縱向遷移速率呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,遷移速率在介質(zhì)最大殘余含水率的50%附近存在峰值;然而橫向遷移速率則呈現(xiàn)出先減小后增大的趨勢,遷移速率在介質(zhì)最大殘余含水率的50%附近出現(xiàn)谷值。通過混溶流體在包氣帶雙層介質(zhì)中對流遷移實驗可以發(fā)現(xiàn),流體由高滲透性介質(zhì)進入低滲透性介質(zhì)的過程中,界面作用影響不十分顯著。流體進入下層低滲透地層后,由于低滲透性介質(zhì)對其更強的毛細作用,使得流體的橫向遷移能力有所增強,縱向遷移能力減弱,且縱向遷移速率在經(jīng)過界面后有所減小。流體由低滲透性介質(zhì)進入高滲透性介質(zhì)的過程中,由于低滲透性介質(zhì)對其更強的毛細作用,使得流體在到達兩種介質(zhì)界面處不再下滲,縱向遷移過程停止,地層界面的阻滯作用明顯。界面上層的流體沿界面在低滲透性介質(zhì)中橫向擴散,界面處流體大量富集,甚至形成飽和層。當飽和層達到一定厚度后流體會突破束縛向界面下的高滲透介質(zhì)遷移,但遷移具有很明顯的不均勻性。通過包氣帶雙層介質(zhì)界面對流體遷移的阻滯作用研究,本文提出以雙層介質(zhì)系統(tǒng)上下層介質(zhì)滲透系數(shù)K1和K2的比值來研究不同非均質(zhì)層界面對流體在包氣帶中遷移的阻滯作用。在K1/K21的情況下,此時為流體由高滲透性介質(zhì)進入低滲透介質(zhì)的過程。比值越大,流體進入下部低滲透地層中的橫向遷移能力越大,縱向遷移能力有所下降。而在K1/K21的情況下,此時為流體由低滲透性介質(zhì)進入高滲透性介質(zhì)的過程。比值越小,其非均質(zhì)層界面對流體縱向遷移的阻滯作用越強,流體越難從低滲透介質(zhì)中突破進入高滲透介質(zhì)。本論文研究結(jié)果對于掌握污染物在包氣帶不同巖性地層中的遷移,了解不同滲透性地層界面對污染物遷移的影響具有重要的意義,進而為污染的控制與修復奠定基礎。
【關鍵詞】：包氣帶 遷移 流體 界面 滲透系數(shù)
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X523
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 直接觀察法12-13
• 1.2.2 數(shù)值模擬法13
• 1.2.3 可視化圖像分析法13-14
• 1.3 研究目的、內(nèi)容和意義14-15
• 1.4 本文技術路線15-16
• 第2章 混溶與非混溶流體在包氣帶中不同方向上的遷移規(guī)律研究16-40
• 2.1 實驗目的16
• 2.2 實驗材料和方法16-18
• 2.2.1 實驗材料和裝置16-17
• 2.2.2 實驗方法17-18
• 2.3 實驗結(jié)果與分析18-37
• 2.3.1 流體在包氣帶不同介質(zhì)中遷移的形狀和范圍18-22
• 2.3.2 流體在包氣帶不同介質(zhì)中的遷移規(guī)律22-29
• 2.3.3 不同流體在同種介質(zhì)中的遷移規(guī)律29-31
• 2.3.4 不同流體入滲同種包氣帶介質(zhì)的污染區(qū)域體積對比31-33
• 2.3.5 均質(zhì)包氣帶流體污染的預測公式33-34
• 2.3.6 流體在不同含水率包氣帶中的遷移規(guī)律34-37
• 2.4 小結(jié)37-40
• 第3章 混溶流體在包氣帶不同滲透性地層中的遷移規(guī)律研究40-54
• 3.1 實驗目的40
• 3.2 實驗材料和方法40-42
• 3.2.1 實驗材料和裝置40
• 3.2.2 實驗方法40-42
• 3.3 實驗結(jié)果與分析42-51
• 3.3.1 流體由高滲透性介質(zhì)進入低滲透性介質(zhì)的遷移規(guī)律42-46
• 3.3.2 流體由低滲透性介質(zhì)進入高滲透性介質(zhì)的遷移規(guī)律46-51
• 3.4 包氣帶雙層介質(zhì)界面對流體遷移的阻滯作用分析51-53
• 3.5 小結(jié)53-54
• 第4章 結(jié)論與建議54-56
• 4.1 結(jié)論54-55
• 4.2 建議55-56
• 參考文獻56-61
• 個人簡介及在學期間科研成果61-62
• 致謝62

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  本文關鍵詞：包氣帶流體遷移規(guī)律模擬研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：293091