铀尾矿库区地下水铀污染研究

通过对铀在地下水中污染迁移规律的分析,探讨了已有地下水污染的数值模拟,筒述一些有效控制铀对地下水污染的方法及其治理措施,旨在为我国铀尾矿库区放射性污染地下水修复提供一定的理论和技术依据.     

某铀尾矿库中放射性核素对环境的影响

铀尾矿是铀矿水冶工艺的产物,通常存放于铀尾矿库中.铀尾矿库的放射性核素不仅有如氡及其子体以气态方式扩散进入环境,而且还能随着铀尾矿水在土壤中进行横向和纵向渗透迁移,从而对土壤、地表水和地下水等产生严重的放射性污染.通过对尾矿库、尾矿坝下游不同深度,不同距离的土壤中放射性核素(238U,232 Th,226 Ra,40K...     

地浸采铀地下水中放射性污染物迁移的模拟

地浸采铀对地下水的放射性污染是一个倍受关注的环境问题．本文对新疆某地浸采铀矿山井场地下水污染的监测结果进行了分析,建立了地浸采铀井场地下水中污染物迁移的动力学模拟,对污染物在地下水中的迁移规律进行了数值模拟．在地浸生产期间,有少量的放射性污染物U和硫酸向井场外迁移,但污染物：迁移速度和迁移距离都比较小,污染物浓度较低,污染物呈不规则的齿形迁移,U和SO4^2-的迁移规律与迁移趋势是一致．数值模拟对分析地浸采铀矿山地下水中污染物的迁移规律、预测和控制污染物的迁移提供有效的途径和依据．     

单向低频振动对铀尾矿库滩面氡析出影响的实验研究

我国地震多发且一般属于低频振动,其对铀尾矿库滩面具有影响。通过自制双向水平振动台氡析出测试装置,制作了φ100 mm×300 mm (250 mm铀尾砂加盖50 mm的红土)分层压实的铀尾矿库模拟滩面模型,分析对比了振动前后铀尾矿库滩面氡析出率变化规律。试验研究表明:在前后方向水平振动(10,20,30 Hz)条件下,滩面氡析出率总体呈现先上升后下降规律,左右水平振动条件下,滩面氡析出率呈现先下降后上升。红土覆盖层覆盖后,氡析出率有所降低。综上所述,低频振动对于铀尾矿库滩面氡析出的影响较大,试验结果可以铀尾矿库退役治理提供一定的理论参考。     

探地雷达与高密度电法在铀尾矿库地下结构可视化中的应用

针对早期退役铀尾矿库存在缺少规范的监测系统、表层治理覆土与地下尾矿埋藏情况不明的问题,采用高密度电法获取尾矿库中深部信息,绘制反演数据二维等值线图和三维等值面图,分析地下尾矿的空间分布情况和基岩位置;采用探地雷达方法探测浅地表的精细结构,根据雷达反射剖面图划分层位,分析治理覆土厚度变化规律。研究结果表明,高密度电法能够有效探测尾矿库地下结构,尾矿沉降和覆土挤压引起尾矿砂水平分层较差,存在覆土薄弱区域,并可能形成潜在的渗漏通道;探地雷达可以清晰分辨深度2 m内的治理覆土分层,发现治理覆土的厚度较稳定。两种方法的探测结果可以为铀尾矿库的安全稳定性评价提供依据及参数。     

基于模糊数学理论的某退役铀尾矿库环境质量综合评价

为了对退役铀尾矿库的环境质量进行综合评价,在收集了某退役铀尾矿库连续三年环境监测数据的基础上,通过聚类分析建立铀尾矿库环境质量综合评价的指标体系,并通过模糊综合评判法对其进行了分析,结果表明,2010—2012年铀尾矿库的环境质量逐年有所改善,但总体仍处于较差状态,需进一步加强退役治理.     

宏观弥散度和阻滞系数对地下水中核素迁移模拟的影响

对宏观弥散度和阻滞系数的取值进行了理论分析,运用PHREEQCⅡ软件,以我国南方某铀水冶尾矿库为例,探讨了宏观弥散度和阻滞系数对地下水中核素迁移模拟的影响.研究表明:宏观弥散度和阻滞系数对大时空的核素迁移模拟影响显著.在其他条件相同的情况下,弥散度增大,受污染地下水中总U浓度开始降低的距离将缩短,但反而迁移得更远;随着阻滞系数的增大,同距离处234U的浓度将显著下降,但其迁移距离变短.要得到可靠的宏观弥散度和阻滞系数,可利用宏观参数与介质统计特性的关系求解介质宏观弥散参数,阻滞系数可由现场实验或实验室土柱实验直接测得.     

尾矿库堆积过程污染物运移模拟分析

以攀西地区安宁河流域某尾矿库为例,在分析库区水文地质条件基础上,利用Stiff图进行了库区地下、地表水水化学组分对比分析,结果表明安宁河旁井水水质受尾矿库影响较大。进一步选取典型剖面,利用Visual MODFLOW软件建立了二维地下水流模型和污染物运移模型,取得了典型剖面的地下水动力场,对现状尾矿库进行时空离散化,将其20a的尾矿堆积过程概化为动态变化的污染源边界,基于水化学分析结果选取氟化物作为模拟因子。根据尾矿库下游井点氟化物浓度的观测数据反演了污染源的污染强度,模拟结果也证明该尾矿库防渗措施不够严密,导致了库下游地下水的污染。     

自然灾害频发下的铀尾矿库韧性程度探讨研究

核设施应急能力现代化是核安全人类命运共同体构建的关键要素,自然灾害一直在威胁着核设施(铀尾矿库)的安全运行。韧性铀尾矿库能够保证其在不可抗拒外力作用时,具有自行缓解的能力,恢复其结构稳定,达到抵御极端自然灾害的功效。铀尾矿库可视化为一个由物理空间、社会时代和信息数据构成的“系统”,全面探讨了韧性铀尾矿库内涵,初步构建了铀尾矿库韧性指标体系,并以湖南省某铀尾矿库为例,选取三级指标地质环境条件开展了韧性铀尾矿库的构建实践。     

铀尾矿库浅层土壤中核素U的析出及固定试验

试验以湖南某大型铀矿冶尾矿库为研究对象,在开放体系下间歇式的半动态淋滤试验,特别考察了酸雨条件下铀尾矿库浅层土壤核素U的析出机理。通过Fick扩散理论;并运用有限元回归方法分析核素U在不同固定添加剂的固定效果。试验结果显示,铀尾矿库浅层土壤在模拟酸雨条件下析出机理以表面洗脱为主导作用,使用固定添加剂后析出机理以表面溶解为主导作用。以石灰为固定添加剂,铀在第20 d后重新析出;析出液中铀含量随时间增加而不断递增,以石灰和磷酸氢二胺为组合固定添加剂;其固定效果优于石灰单独作用的固定效果;其结果表明铀的析出浓度低于尾矿库中铀浓度的排放限值。     

绕坝渗流仪的研制

采用窄缝槽物理模型来模拟地下水运动,具有形象、直观的优点.其基本原理是利用层流状态下液体在窄缝槽中运动时的特征、规律与坝下渗流相似的特点.绕坝渗流仪的研制成功,为解决坝下渗漏问题提供了理论依据;同时对运用窄缝槽渗流理论研制其它类型地下水运动规律的相关物理模型,以解决地下水运动中的实际问题,具有重要参考价值.     

新疆某地浸采铀矿山退役井场地下水污染特征

地浸采铀对地下水的污染及退役后地下水的复原是铀矿冶工业中的一个重要环境问题.本文对某退役地浸井场地下水的污染状况进行了系统的监测与分析.地浸生产对矿层上部和下部的含水层没有影响,各项指标处于该区地下水的本底范围内,也符合Ⅲ类地下水水质标准.地浸对采区内含矿含水层地下水造成严重的污染,污染组分主要有SO2_4、NO3_、H＋、U、Ca、Mg、Ba、Fe、Cu、Zn、Pb、Mn、Cd、As、Ni、F等,污染物的来源包括地浸生产中加入的化学试剂和岩石、矿物中的各种常量元素、微量元素被浸出释放进入地下水中.污染范围主要分布在地浸采区内,对采区上游地下水的污染影响较小;对采区下游地下水的污染程度较高,污染范围已达到采区下游700~1000 m.退役后天然地下水流场的恢复导致污染晕圈向井场下游迁移,但是由于岩石的“自然净化”作用导致污染物浓度随水流方向显著降低.     

基于PEST的地下水模型参数优化及不确定性分析

由于地下水系统中相关参数的时空变异性,利用地下水模型得到的计算值与真实值之间通常会出现一定的差异。介绍了参数优化(parameter estimation,PEST)程序的基本原理,并以建立的某地浸采铀单元井场地下水流动模型作为研究实例。结果表明,以水头实测值作为校准数据,PEST能够对渗透系数和贮水率取得很好的优化效果;目标函数的变化趋势总体是下降的,但并不总是不断减小的;参数的灵敏度在优化过程中总体处于较低水平;参数优化幅度与参数不确定性之间呈正相关关系。研究结果可为地下水模拟不确定性分析提供参考。     

地浸采铀井场溶浸范围的地下水动力学控制模拟研究

以内蒙某砂岩铀矿地浸井场中抽液孔和注液孔之间的天然地下水流场为研究对象,通过地下水动力学模拟研究地下水的流速场,根据井场边缘注液孔的地下水流速场特征来探讨溶浸范围的确定方法和影响机制。结果表明:单孔抽、注液量对井孔处水位降升、溶浸液运移速度及距离有决定性的影响,其次叠加了地下水流向对井场的影响;由井场边缘注液孔向外的地下水流速随距离增大呈指数下降,地下水的流速场变化控制了溶浸液向井场外的运移距离和井场的溶浸范围。井场溶浸范围在垂直于地下水流向的东、西两侧对称,下游溶浸范围略大于上游,在开采年限5~10年内溶浸范围为60 m左右,比较符合该矿山的浸出效益及环保要求。     

三峡工程坝基扬压力三维有限元分析

本文考虑到三峡工程坝基岩体的非均质各向异性特征，采用三维有限单元法计算不同防，排水条件下坝基场压力大小和分布。考虑到结构面的控水作用，文章还分析了结构面产状要素对坝底扬压力大小的影响。     

柴西南缘新近系铀储层发育与铀成矿水文地质条件分析

柴达木西南缘花土沟地区新近系上油砂山组是重要的含铀岩系之一,其水文地质条件与铀成矿关系密切.通过分析地下水类型、水化学特征等,结合野外地质调查资料,认为本地区基底和盖层富铀,风化剥蚀后随地下水搬运至盆地内富集成矿,提供铀源;上油砂山组时期西北高东南低的构造格局,控制含氧含铀地下水的渗流方向;辫状河三角洲平原分流河道水动...     

龙羊峡大坝同位素示踪方法探测渗流场研究

论述出同位素及天然示踪方法探测大坝渗流场的基本原理与试验方法,通过夏季与冬委两次不同水位条件下对龙羊峡大坝进行的同位素综合示踪探测,已初步查清了南北大山水沟水蓄水池的渗流及工业用水补给是造成左岸地下水位偏高的主要原因;综合示踪试验发现顺河断层Ｆ５７存在罗为严重的河水渗,该渗漏造成左岸地下水位的壅高,阻碍了左岸边坡水的排泄;Ｇ４劈理带的渗漏不是引起左岸地下水位偏高的主要原因;跨河断层Ｆ１８,Ｆ７１,     

酸法地浸采铀矿山地下水修复技术应用与探讨

随着地浸采铀矿山的退役,特别是应现代绿色矿山建设的要求,地下水修复越来越被重视,如何制定酸法地浸采铀矿山地下水修复法规,采用哪种修复技术才能获得更好的效果,这些问题一直困扰着环境保护部门和项目执行者。本研究针对酸法浸出矿山特点,提出了地下水修复法规的制定原则,并实践了地下水修复综合技术、自然净化、迁移净化、冲洗、弱酸浸出等方法,并在应用中获得较好的效果。在总结地浸采铀矿山地下水修复现场试验和退役矿山实际应用的基础上,充分分析影响地下水修复的矿床自然条件、地下水质量和用途、修复技术、修复费用和时间等因素,给出了推荐的酸法地浸采铀矿山地下水修复策略。     

铀尾矿砂基质吸力对铀尾矿坝力学性能影响试验探究

通过对某铀尾矿库坝体材料现场取样和室内土工试验,进行应变直剪试验,得到铀尾矿砂不同含水率下最大剪应力的实验数据。结果表明:随着含水率的增大,非饱和铀尾矿砂的基质吸力在逐渐减小,黏聚力与内摩擦角随含水率的增大呈先增大后变小的变化规律。根据基质吸力对铀尾矿库坝体剪应力的变化规律,随着基质吸力的逐渐减小,剪应力先增大后减小。