多孔介质中自然对流传热的场协同分析

基于多孔介质内部热、湿、气耦合迁移的数学模型,用场协同理论的观点,推导出含湿多孔介质自然对流传热的气相流体与壁面间的整体和局部换热系数.针对宽高比为1∶3的竖直封闭多孔腔,数值检验了含湿非饱和多孔介质自然对流的场协同现象:即非饱和多孔介质自然对流的强度不仅取决于温差、气相速度和流体物性,还取决于气相速度和温度梯度之间的协同.改变气相速度和温度梯度的协同性,将影响非饱和多孔介质自然对流传热的强度.     

污染物在非饱和土壤中迁移规律的试验研究

借助于土柱物理模型装置，试验研究了保守性污染物在非饱和土壤中的迁移规律，得到了污染物瞬时输入和连续输入条件下，非饱和土壤中污染物浓度时空变化的过程。在分析实测资料的基础上，提出了采用考虑可动水体与不可动水体因素的数学模型来描述土柱内污染物的迁移过程。根据实测资料和数学模型的数值解，运用最优化技术率定模型参数，得到了具有应用价值的参数成果。     

植物根系占位对土壤热湿迁移的影响

将土壤床作为非饱和多孔介质，考虑土壤内热、湿、气的耦合迁移机制，针对根系占位或不占位两种情况，对植物根系土壤床中的传热传质进行数值模拟，比较土壤中各量场的分布，分析植物根系占位对土壤床内热量及水分迁移的影响，计算和分析结果表明，植物根系的占位对土壤床内水分迁移有明显的影响，根系的存在使土壤内部的水分分布更为均匀，有利于水分向植物根系密集的上层土壤迁移，也有利于水土保持。     

相连续非饱和多孔介质中水分迁移机理的探讨

本文针对一个连续的相结构模式,分析了非饱和多孔介质中液、气两相的流动问题和水分的迁移机理,并对具有单自由蒸发表面的多孔体结构建立了一个简单易行的数学模型;提出了相应的数值计算方法.本文模型可用于预计自由蒸发制冷及热泵-土壤床埋管问题中水分的蒸发速率,并由此估算热量的抽取率.     

煤矸石淋溶重金属运移过程的水动力学模型及应用

通过分析重金属污染物在地下环境系统中迁移转化特征，建立了包气带土壤水分运移模型和重金属污染物传输耦合数学模型，并分别采用隐式差分和算子劈裂方法对模型进行数值求解。数值模拟结果表明：重金属镉在地下环境系统中的浓度范围将沿地下水水流方向逐渐扩展，同一点位的浓度值呈逐渐增大的趋势，并且粘性土壤比砂性土壤对重金属具有较强的截留能力。这不仅为煤矸石在地下环境系统中迁移的动态规律，预测煤矸石堆放在周围可能造成的污染规律和污染程度提供理论指导，而且还可为对矿区开采前的规划与管理以及环境评价提供决策依据。     

非饱和多孔介质热湿传输的一般数学模型

提出了非饱和多孔介质热湿传输的一般数学模型，此模型引入了在非饱和多孔介质中同时发生热质交换的多种传输机制，以使质量、动量和能量方程得到改进．引用由Ｗｈｉｔａｋｅｒ建立的体积平均法，讨论达西定律应用于非饱和多孔介质的限制．     

非饱和多孔介质热湿传输的一般数学模型

提出了非饱和多孔介质热湿传输的一般数学模型，此模型引入了在非饱和多孔介质中同时发生热质交换的多种传输机制，以使质量、动量和能量方程得到改进，引用由Ｗｈｉｔａｋｅｒ建立的体积平均法，讨论达西定律应用于非饱和多孔介质的限制。     

非饱和分层土壤中污染物迁移转化规律研究

分析了污染物在分层土壤中随下渗水体向下迁移的机理过程,借助于数值计算模型模拟计算非饱和分层土壤中污染物迁移转化特性,研究了不同土壤层及土壤层的排序对污染物迁移转化的影响状况。     

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.     

煤矸石淋溶重金属对地下环境污染风险评价

通过分析重金属污染物在地下环境系统中迁移转化特征,建立了土壤水分运移模型和重金属污染物传输风险评价模型,并分别采用隐式差分和算子劈裂方法对模型进行数值求解.数值模拟结果表明重金属镉在地下环境系统中的浓度范围将沿地下水水流方向逐渐扩展,同一点位的浓度值呈逐渐增大的趋势,并且粘性土壤比砂性土壤对重金属具有较强的截留能力.不仅为煤矸石在地下环境系统中迁移的动态规律,预测煤矸石堆放在周围可能造成的污染规律和污染程度提供理论指导,而且还可为对矿区开采前的规划与管理以及环境评价提供决策依据.     

化工厂地土壤重金属迁移模拟

土壤重金属污染是我国面临的重要生态环境问题之一，可能造成严重的生态环境问题，危害人类身体健康。本文根据南京某化工厂地的土壤地质和结构特征，通过数值模拟的方法开展重金属污染物砷在土壤中运移过程模拟。通过建立脉冲时间50天、70天、100天的土壤溶质运移模型以及不同饱和土壤含水率的模型，定量分析脉冲时间、土壤饱和含水率对重金属运移的影响。模拟结果表明，脉冲时间对土壤溶质运移具有促进作用，对浅层土壤尤为显著；随着脉冲时间的不断增加，对深层土壤的影响愈发明显。较高的土壤饱和含水率促进溶质的扩散；同时较高土壤饱和含水率对横向扩散促进作用更加明显，污染范围更大，促进污染物的下渗。     

非饱和-饱和区域中重金属污染物运移数值模拟

为了定量整体描述非饱和-饱和区域内水流及溶质迁移过程,在基于非饱和流动理论及溶质运移理论基础上,建立了非饱和-饱和区域内水流方程与重金属污染物运移方程耦合的数学模型。采用V-G模型来描述土壤水分特征函数.用Lagrange-Quadratic方法进行求解并给出模拟结果:分析结果表明,在非饱和-饱和区域内的压力水头、饱和度以及污染物阻滞因子等参数均随含水率的变化而改变,这是区别于饱和流的主要特点。     

土壤重金属的污染与治理进展研究

土壤重金属是土壤环境污染最主要的一个方面.介绍了重金属污染的特点和危害机理,并针对污染途径提出了"减源""截流"和"修复"治理措施,控制流入环境中的重金属的绝对值;重点介绍了土壤重金属污染修复的各种方法.     

轻非水相流体污染物运移的离心模型

用甲苯作为轻非水相流体(LNAPL s)污染物,采用高加速度土工离心试验技术模拟LNAPL s在非饱和土体中的长期迁移过程。利用紫外可见分光光度计分析试验中土样的污染物质量分数。通过图像采集得到了甲苯的时空分布特征和长期迁移规律。结果表明,不同加速度试验得到的甲苯迁移特征相似,因此用较高加速度离心模型试验模拟LNAPL s在非饱和土中迁移过程是可行的。     

重金属污染对农田土壤生态的影响

重金属是农业生态系统中一类具有潜在危害的化学污染物,它不能为土壤微生物所分解,但可被生物体富集,并且可以转化成毒性更大的甲基化合物。因此,土壤受重金属污染将直接影响到土壤中生物体的重金属离子含量,并进而影响到人体健康和土壤生态系统的平衡。     

基于改良渗透系数的尾矿库污染物运移模拟

 采用Fredlund解析关系式描述渗透系数与基质吸力之间的关系,对渗透系数取值进行函数方式改进,探讨了渗流条件下重金属运移过程。基于渗流理论建立起尾矿库污染物迁移的二维数值渗流场模型,应用有限元方法进行运算求解,将计算得到的渗流场结果作为母模型,引入溶质迁移子模型进行耦合运算。计算结果表明,尾矿库服役期间周围土壤中重金属离子污染物的迁移范围不断扩大,污染物浓度随着迁移距离的增大而逐渐变小。计算显示,从第2750天开始重金属污染物在渗流的作用下开始在土壤边坡中显露,并对周围环境产生影响,并得出污染源在渗流条件下的迁移路径。渗透系数经改良之后的计算结果与该尾矿库重金属污染监测情况相符,在模型误差允许的情况下其计算结果可靠。     

重金属污染土壤的植物修复及其机理研究

近年来,作为一种成本低廉、对环境友好的修复方法,重金属污染土壤的植物修复成为环境修复领域的研究热点.早期的研究侧重于超富集植物的发现与实际应用,近来超富集植物重金属富集机理的研究得到了重视.尽管重金属植物累积的生化机制尚未能被完整阐述,但在土壤重金属生物活性、超富集植物重金属的吸收、转运、储存等方面还是取得了大量进展.综述了近年来国内外相关研究工作成果,探讨了该研究领域存在的主要问题,认为在有机鳌合剂如有机酸与氨基酸等对重金属活性、耐性和离子迁移转运系统中所起作用等方面尚需要深入研究.如果在植物重金属吸收、迁移、解毒机理及其影响因素等重金属富集的关键方面能取得进展,则将大大丰富污染土壤重金属修复的研究与应用领域.     

重金属砷在饱和土壤中迁移过程模拟

重金属污染预测和评估是土壤与地下水修复的重点与难点,土壤中重金属迁移过程模拟能够为污染防治和水资源保护提供科学指导。本文基于有限元方法,建立了三维地下水重金属溶质运移模型,考察南京某化工场地重金属As(V)的迁移运动规律。数值模拟通过改变渗透系数、弥散度、分配系数、孔隙率,对比分析不同参数条件下,重金属As(V)溶质在土壤中的迁移规律。引入敏感性指数作为量化指标,比较各参数对重金属砷迁移的影响。数值分析结果表明：污染晕中心砷质量浓度随污染物持续通入逐渐增加到7.12 mg/L,污染范围不断扩大,纵向迁移距离远大于横向;七年后污染物不再注入,污染范围在水流的作用下整体往下游迁移,污染晕中心浓度不断下降,第40年污染晕中心往下游迁移6.5 m,浓度已下降为0.33 mg/L。连续注入污染物10年情况下,增加渗透系数与弥散度都会导致污染晕中心As(V)浓度下降,纵向迁移距离增加;分配系数增加则出现污染晕中心浓度与纵向迁移距离都减少的情况;由于土壤对重金属As(V)的吸附较强,在参数±50%的变化中,分配系数对重金属的迁移距离影响较大,与渗透系数、弥散度的影响程度相当,敏感性指数分别为18.0%、18.0%与16.3%;孔隙率敏感性指数为0.006%,在本文模型下对重金属As(V)迁移的影响几乎可忽略。     

基于多维传播模型研究城市地质环境的演变模式

通过分析重金属污染物在土壤中传播特征,建立了二维传播模型,然后对空间分布中的局部最高点以及周围的采样点进行多项式拟合,确定二维传播系数．根据已知采样点信息以及空间分布图,找到局部最大的点即为污染源的位置．在此基础上,为更好地研究城市地质环境的演变模式,建立了基于时间的三维传播模型,以各污染物浓度分布为判断指标,用计算机来模拟前后5年重金属污染物浓度的演变情况,得到该城市地理环埔呈逐渐恶化趋势．