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.     

放射性核素Eu（Ⅲ）在被压实皂土中的扩散和迁移预测

利用实验得到的数据和合理的理论公式,模拟了若干年后放射性核素Eu(Ⅲ)在被压实皂土中的扩散和迁移行为.分析了时间、皂土中水的流速、Eu(Ⅲ)在被压实皂土中的吸附分配系数对Eu(Ⅲ)在被压实皂土中迁移和扩散的影响.计算结果发现,Eu(Ⅲ)在被压实皂土中的迁移主要受水的流速和分配系数的影响.3m厚的皂土可以有效的阻滞Eu(Ⅲ)从皂土扩数到环境中.     

甲基叔丁基醚在饱和黏土中吸附和迁移参数的测定

为描述有机污染物在土壤多孔介质中的迁移过程，采用静态间歇实验和动态土柱实验对甲基叔丁基醚（MTBE）在饱和黏土中的吸附和迁移特性进行了研究．静态吸附结果表明，MTBE在不同黏土中的吸附行为均可用线性方程描述，黏粒含量是土壤对MTBE吸附的主要影响因素．动态迁移实验中，借用反函数变化思路，提出利用实际渗流速度v确定非保守性物质在介质中纵向弥散系数DL和阻滞系数Rd的方法．与间歇实验相比，动态土柱法得到的Rd较小，仅为1．004，预示受到污染的土壤对MTBE几乎没有任何截留和净化能力．由此确定建立的数学模型和参数，为今后MTBE污染的土壤和地下水的治理研究提供一定的参考．     

喷淋强度对Sr在沙土中迁移的影响研究

采用动态柱法对稳定元素Sr在不饱水沙土中的迁移进行室内示踪实验,选择非吸附性的Br-和Cl-示踪水流速度,结果发现,Br-、Cl-、Sr在沙土介质中的迁移速度是一致的,且与喷淋强度呈线性函数关系,这说明Sr在沙土介质中迁移的主要影响因素是降水量。Sr在沙土中的阻滞系数为1且不随喷淋强度变化,说明Sr属于非吸附性核素。通过静态法与动态法获得的阻滞系数存在差别,动态法所测阻滞系数更能真实地反映介质对核素的阻滞性能,而由静态法所得阻滞系数偏大。     

多孔介质中控制释放耦合问题的有限元方法

多孔介质中的控制释放-迁移含有3个物理过程:溶质透过内边界(薄膜)释放到介质中;介质中流体的流动;溶质在介质中的扩散。控制释放由边界积分-常微分方程描述,溶质迁移由带第三类边界条件的对流扩散(含机械弥散)方程描述,速度场遵循Darcy定律,构造了一非线性耦合问题的混合元 Galerkin有限元半离散格式及全离散格式,利用先验估计理论进行收敛性分析。     

U(Ⅵ)在尾矿库地域地下水中迁移的数值仿真

基于某尾矿库水文地质条件的概化,运用二维潜水流及溶质运移耦合模型,对库中U(Ⅵ)的迁移过程进行了数值仿真.通过对比水头的测量值与模拟值,校正了模型参数并验证了模型的可靠性.运用校正后的参数,探讨了弥散度、阻滞系数和迁移时间对U(Ⅵ)在尾矿库地域地下水中迁移规律的影响,结果表明弥散度与阻滞系数均对U(Ⅵ)的迁移有影响,其中阻滞系数对本研究区U(Ⅵ)的迁移影响较大.     

入渗量对锶在沙土中迁移影响实验研究

为了获取锶在地质介质中的迁移规律，采用动态柱法实验对稳定元素锶在沙土的迁移进行了研究。结果表明，锶在沙土的迁移速度随入渗量的增大而增大，呈线性关系，在非饱和条件下，沙土对Sr吸附很弱。采用分配系数计算阻滞系数存在较大的误差。     

锌和镍在粉煤灰-粘土介质中扩散系数的测定

介绍了利用一种自制的特殊装置，测定污染物离子在掺人粉煤灰的饱和粘土介质中迁移的扩散系数D和分配系数Kd的方法．通过一系列污染物在粉煤灰-粘土介质中的纯扩散迁移试验，运用一个简单的理论模型，通过拉普拉斯（Laplace）变换方法，对一个单独的试验，可同时推断出扩散系数和分配系数．镍和锌的扩散试验结果表明：粉煤灰对金属离子的阻滞作用是明显的，使离子的扩散系数大大降低，锌离子在掺人10％～20％粉煤灰的粘土介质中的有效扩散系数降幅达20～40倍；但粉煤灰的掺人量不一定越大越好，对镍和锌离子的扩散而言，粉煤灰的掺人量为10％-15％即可．并且，从源浓度求得的扩散系数D和有效扩散系数D^＊值比从土屏障中浓度剖面得出的要大．     

细菌对铅和铬在多孔介质中迁移行为的影响

选用石英砂和载铁石英砂两种介质模拟环境介质, 以大肠杆菌C3000 为代表细菌, 考察细菌对Pb(Ⅱ) 和Cr(Ⅵ)迁移行为的影响。研究发现, Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)在载铁石英砂中迁移的阻滞系数(分别为4.793 和 1.212)分别大于在石英砂中的阻滞系数(1.145 和0.427), 表明Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)在载铁石英砂中的迁移能力低于其在石英砂中的迁移。在石英砂中, Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)在无细菌时迁移的阻滞系数(分别为1.145 和0.427)与有细菌时迁移的阻滞系数(1.230 和0.369)相近, 表明Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的迁移不受共存细菌的影响。在载铁石英砂中, Pb(Ⅱ)在有细菌时迁移的阻滞系数(6.360)明显大于其在无细菌时的阻滞系数(4.793), 而Cr(Ⅵ)在有细菌时迁移的阻滞系数(1.212)与其在无细菌时的阻滞系数(1.037)相近, 表明细菌的存在会抑制Pb(Ⅱ)的迁移, 而对Cr(Ⅵ)的迁移不产生影响。研究结果可为预测重金属在土壤地下水中的迁移行为提供理论依据。     

毛细管法研究pH值对放射性核素^152＋154Eu（Ⅲ）在紧密皂土中的扩散影响

利用毛细管法研究了pH值对放射性核素^152＋154Eu在紧密皂土中的吸附和扩散影响．实验结果与Fiek定律理论计算值非常一致，与近似条件下其他方法的测量结果非常相近，表明毛细管法的正确性．研究结果表明，放射性核素^152＋154Eu（Ⅲ）在紧密皂土中的扩散随pH值的升高而减小，^152＋154Eu（Ⅲ）在紧密皂土上的吸附随pH值的升高而增加，Eu（Ⅲ）在皂土上吸附的分配系数随皂土密度的增加而减小．皂土的密度（皂土的空隙数）对放射性核素的吸附、扩散和迁移起重要的作用．     

一维变系数污染物迁移模型的同伦分析解

对流、扩散是污染物在土介质中迁移的主要方式.假设水动力弥散系数为时间的指数函数,在建立了污染物在多孔介质中的一维对流扩散模型的基础上,通过同伦分析方法得到了模型的高度近似解.通过与Laplace变换法得到的解析解对比,结果表明,2者计算结果吻合良好,证明了同伦分析方法的正确性和有效性.该方法包含一个收敛控制辅助参数,有效控制和调节级数解析解的收敛性,通过选取适当的辅助参数,即可获得较大范围内收敛的级数解.因此,同伦分析方法是一种求解变系数迁移模型的有效方法.     

阿特拉津在地下水中迁移转化的实验研究

阿特拉津是研究区内广泛使用的旱田除草剂,为治理其污染的地下水,采用静态和动态实验的方法研究其在含水介质砂层中的吸附特性和在地下水中的迁移转化规律,实验结果表明;砂层对阿特拉津的吸附量小,不同固流比（1.0、0.5、0.2)时的分配系数分别为0.10,0.15,0.19cm^3/g;含水层的弥散度为0.0336m,阻滞因子为1.29,自然净化系数为0.0028/d。由此确定所建立的数学模型和参数,为研究区阿特拉津污染地下水的治理提供可靠的依据。     

与时间有关的线性迁移方程的非负解的极值原理

在最近的文献[1]中,Larsen研究了与时间无关的线性迁移方程的解的极值原理.从[1]中获悉,在[2]中,Bensoussan,Lions和Papanicolaou以及在[3]中,Williams得到在“局部保守”介质中与时间有关的共轭迁移方程的解N~*的极值原理.本文讨论与时间有关的线性迁移方程,当其系数满足一定条件时,我们证明解的极值原     

考虑双重沉积模式的多孔介质中颗粒三维迁移模型研究

基于经典的颗粒一维运移模型，建立了考虑筛滤效应与吸附效应的双重沉积模式颗粒三维迁移模型.通过拉普拉斯变换和傅里叶变换，导出了一维渗流和三维弥散条件下饱和半无限多孔介质中颗粒迁移通解.根据半无限体表面点源注入情形下的基本解，通过积分方法得到圆形面源注入情形下的解析表达式.通过解的退化及对突破曲线的参数反演验证了解的正确性.分析了圆形面源恒定浓度注入情况下水动力弥散系数、筛滤系数、颗粒吸附系数、释放系数等参数对颗粒迁移过程的影响机理.研究结果表明：水动力弥散效应加速了颗粒物的迁移，使得突破时间变快，峰值浓度变高.筛滤系数和颗粒吸附系数的越大，颗粒释放系数越小，颗粒物在固体基质上的沉积越多，孔隙中颗粒峰值浓度越小.圆形面源恒定浓度注入情况下，在颗粒注入期间，多孔介质中颗粒物浓度随时间增大而增大，随深度增加而减小并趋于0.在颗粒停止注入后，多孔介质中颗粒物浓度随时间增大而减小，在深度上存在浓度峰值，浓度峰值所处的深度随时间增加而增加.     

毛细管法研究pH值对放射性核素152+154Eu(III)在紧密皂土中的扩散影响

利用毛细管法研究了pH值对放射性核素152 154Eu在紧密皂土中的吸附和扩散影响.实验结果与Fick定律理论计算值非常一致,与近似条件下其他方法的测量结果非常相近,表明毛细管法的正确性.研究结果表明,放射性核素152 154Eu(III)在紧密皂土中的扩散随pH值的升高而减小,152 154Eu(III)在紧密皂土上的吸附随pH值的升高而增加,Eu(III)在皂土上吸附的分配系数随皂土密度的增加而减小.皂土的密度(皂土的空隙数)对放射性核素的吸附、扩散和迁移起重要的作用.     

压实膨润土工程屏障对重金属污染物的阻滞

基于渗透、弥散和阻滞作用,探讨压实膨润土工程屏障对重金属污染物的阻滞效果。建立污染物运移过程的三维对流弥散计算模型,采用数值分析方法,分析重金属污染物Cr(Ⅲ)在地下水环境中的迁移特性,研究压实膨润土工程屏障对Cr(Ⅲ)的阻滞效果,分析工程屏障厚度等因素对污染物阻滞效果的影响。研究结果表明:当不设置工程屏障时,重金属污染物Cr(Ⅲ)在研究区域中发生了显著迁移,且随着时间的推移,重金属污染物的扩散范围逐渐增大;当在污染源周围设置压实膨润土工程屏障后,重金属污染物被控制在工程屏障上游区域内迁移,工程屏障对重金属污染物的阻滞率可达99%,阻滞效果显著。     

天津市孔隙介质锰吸附迁移规律研究

在研究了天津市浅部含水层和弱透水层的土样性质后,选出7类有代表性的土样,进行吸附实验研究,结果表明土样对锰的吸附符合Langnuir吸附模式。利用土柱实验确定锰在含水层迁移的弥散系数、弥散度和滞后系数,建立了锰在含水层中迁移的一维模型,并给出解析解。研究了锰在地下水中的迁移规律,表明锰在含水层中的迁移能力比较差,而且在有咸水区的迁移能力更差。     

多孔介质中控制释放问题的Galerkin方法

多孔介质中的控制释放由边界积分 常微分方程描述，溶质迁移由带第三类边界条件的对流扩散（含机械弥散）方程描述，构造了这一非线性耦合问题的有限元半离散格式，利用先验估计理论进行了收敛性分析.     

水质耦合模型在农药对土壤包气带污染中应用

在综合考虑农药类污染物在非饱和土壤环境中的水动力弥散、吸附解吸及微生物降解等环境行为的前提下,建立土壤中农药类化学污染物迁移的耦合动力学模型,模型中充分考虑了溶质在土壤固体骨架上非平衡吸附作用,并对农药阿特拉津在土壤中的运移过程进行了数值模拟,对模型中的几个重要参数(含水率、吸附速率和水动力弥散系数)进行了灵敏度分析;结果表明,土壤水分含量变化对农药类污染物质在环境介质中迁移转化起着重要作用.这对于定量化分析农药类污染物在土壤中迁移对地下水污染的潜在性影响提供了可靠的理论根据,同时可为现场农药环境污染评价提供技术支持.     

分形扩散的渗滤模型

多孔介质系统在多个尺度上具有复杂的非均质结构,多孔介质中的扩散过程要比体相中的扩散过程复杂得多,且表现出许多奇异的特点。以渗滤网络作为多孔介质的理论模型,建立了分形多孔介质中扩散和弥散过程的离散模型。分析了奇异扩散的机理,在此基础上建立了奇异扩散和弥散的幂律关系。应用扩散的离散网络,建立了广义扩散方程,推导了多孔介质的等效介质理论,得到了扩散系数的微观解释,为扩散过程的模拟了理论依据。