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。     

固体废弃物生物降解时污染物运移过程一维数值分析

废弃物降解对污染物的运移机理具有十分重要的影响．基于固体废弃物生物降解效应,针对含水层位于地表下某一有限深度的情况,提出了分析固体废弃物填埋场污染物运移过程的一维计算模型．该模型中包含了污染物在饱和土中的对流、弥散和地球化学反应等运移机理．基于变动参数比较计算结果,通过分析表明：在大多数实际情况下,填埋场地下水中污染物浓度于某一时刻达到峰值,之后随时间增长降低．粘土垫层渗透速度及其吸附性是控制污染物运移过程的最重要因素,同时,粘土垫层厚度和含水层渗流速度的影响也不容忽略．     

基于GMS应用的化工区地下水污染模拟与分析

 GMS是目前地下水数值计算的重要应用软件之一,运用GMS可以模拟地下水流分布和地下水污染物的迁移规律等。以化工厂区为例,经过地质模型概化、参数确定、调参等过程,预测污染物的浓度及污染范围。研究了该厂区渗滤液的扩散对下游抽水井的影响,建立了该厂区地下水流模型及溶质运移模型。结果表明,该区域地下水流向为自北向南,沿水流方向水位逐渐下降,水降幅度较为缓和,在下游抽水井附近形成地下水降落漏斗;污染物的浓度在持续增加,局部污染物浓度高达4.1mg/L,污染的范围也逐渐扩大,污染面积约为8.23×10⁵ m²,污染物向下游扩散长度约1084.64 m,在垂向上,厂区位置污染物已经扩散到第二层深水含水层。若不加以控制抽水量,会加剧污染物的扩散速度。     

铬渣堆场渗滤液对地下水污染的数值仿真

针对铬渣堆场周边地下水严重污染问题,以辽宁锦州铬渣堆场为研究对象,基于渗流理论和溶质运移理论,建立铬渣渗滤液中Cr(Ⅵ)在地下水系统中运移的耦合动力学数学模型,通过动态土柱实验测定了渗透系数、水动力弥散系数、吸附分配系数和迟滞因子等模型参数,运用Visual modflow软件对采取防渗措施前20年和防渗后30年Cr(Ⅵ)在地下水系统中的迁移变化规律进行了数值仿真分析,并结合现场地下水监测数据进行了可靠性验证.结果表明:防渗前附近2 km村庄地下水都受到不同程度污染,防渗后污染物浓度的下降具有滞后性,体现对流和弥散作用是Cr(Ⅵ)在地下水中污染运移的主要作用,而吸附解吸作用同样不容忽视.数值模拟值与监测结果基本吻合,从而验证了模型的可靠性和实用性,为定量化研究铬渣堆场区域地下水污染提供可靠参考依据.     

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MOLDFLOW的某污染地块地下水重金属污染风险评价

为摸清某污染地块地下水重金属污染及风险,在开展地下水调查工作的基础上,采用数值模拟的方法,通过地下水条件背景分析、水文地质概念模型构建、地下水流模型构建、地下水水质模型构建等,评估了地下水中重金属的迁移风险.调查表明,污染地块内地下水污染物主要为氨氮、锌、铅、砷、镉、镍,其中镉污染超标最为严重,超标率为67.7％.本污染地块地下水不具有饮用水途径,地下水中有毒有害物质不存在暴露途径.经模拟预测,在不考虑吸附和化学反应时,地表污染物进入含水层的时间小于21 d.在仅考虑对流弥散作用,不考虑污染物在含水层中的吸附与化学反应时,现状条件下地下水中的污染物迁移速度约0.8 m/a.结合区域地下水功能需求和环境管理要求,确定本污染地块地下水修复/风险管控目标为《地下水质量标准》(GB/T14848—2017)中IV类标准,其修复/管控范围为整个污染地块所在区域.     

溶质运移模型的有限元数值解

将混合拉普拉斯变换有限单元法引入到求解首采区卤水动态二维模型的溶质运移问题中,能够有限地消除在求解对流占优的地下水溶质运移问题时产生的数值扩散和过量的现象,具有一步到位、局部求解的优点,最后将该方法应用到具有空间一阶导数项的对流弥散方程,以检验该方法的数值有效性和求解溶质运移模型的能力.     

地源热泵系统可持续运行地下水热量运移模拟

以成都平原某地下水源热泵系统工程为例,模拟该系统夏季运行期间特定水流和热源条件下地下水流-热量耦合运移过程,分析随各因素变化的地下水热量运移过程对热泵系统可持续运行的影响。基于描述地下水热量运移的对流-弥散数值模型,将热泵系统复杂的井群布设及运行方案简化为对井抽-灌的理想运行模式,选取夏季运行结束时回灌井地下水热量影响范围及抽水井出水温的变幅作为评价依据,定量评价冷负荷设计、抽-灌水井布设方案及系统工作运行模式等因素变化对地下水热量运移过程的影响,为其可持续运行提供理论参考。模拟结果表明,该地下水源热泵系统在夏季运行时抽-灌水井间将发生热贯通现象,其程度强弱受抽-灌循环水量变化的影响相对明显,宜采取大温差、小流量的运行模式.     

土壤中有机污染物运移的数值模拟方法研究

有机物对环境和地下水资源的污染日益严重,它们在土壤水中的运移转化规律被各种物理、化学和生物过程所控制,相应的迁移转化模型主要由对流-扩散方程决定。地下水数值模拟方法通过有机污染物在包气带及饱水带中运移的调参耦合,可以较好的解决参数选取问题,可以更加准确的模拟出有机污染物在地下介质中的运移情况。     

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。     

Transport and Degradation of Phenol in Groundwater at Four Ashes

IntroductionConstruction of the Four Ashes sitecommenced in1 950 by the owners,Midland TarDistillers Ltd.,and since then the plant has beenassociated with the distillation and fractionation oftar acids,bases,and neutrals under the ownershipof six companies[1] (Fig.1 ) .The raw materials(tar distillation oils) were initially obtained fromthe Midland Tar Plant at Oldbury.A new sourceof raw materials was secured in the 1 960 s,as thetown gas industry went into decline,andtraditional processes…     

基于有限体积法的土壤重金属污染物运移模拟

针对重金属污染物在土壤中的运移扩散问题,采用有限体积法对二维稳态水流中污染物运移的基本方程进行离散,获得污染物在饱和土壤中运移的有限体积法计算模型.运用Matlab模拟不同条件下重金属污染物运移的动态过程,研究污染物运移规律.研究表明,当污染源始终存在时,随着时间的推移,质量浓度等值线近似由中心抛物线形渐变为外围椭圆形,水平向和竖直向浓度均不断减小;当污染源存在10天后移除时,随着时间的推移,质量浓度等值线呈椭圆形,污染范围逐渐变大,浓度不断减小,椭圆中心处浓度最大.     

粘土固化注浆帷幕对重金属离子的渗透实验分析

通过渗透实验研究了粘土固化注浆帷幕浆液配比对抗渗性能的影响,测试了其对重金属离子的抗渗性能,比较了不同重金属离子的迁移速度,并通过对比实验分析了其防腐性能.实验结果表明：粘土固化注浆帷幕的抗渗性能随着固相含量的增加而增强,且粘土对抗渗性能的贡献大于水泥;重金属离子在粘土固化注浆帷幕中迁移时可生成难溶的沉淀物,堵塞帷幕的导水通道,改善帷幕的孔隙结构和孔级配,使帷幕的抗渗性能随渗透历时逐渐增强;不同重金属离子在帷幕中的迁移速度不同,实验条件下的迁移速度Hg^2＋＞Pb^2＋;实验验证了粘土固化注浆帷幕具有较好的防腐性能.     

地能利用过程抽灌井区热贯通及其定量分析

在地下水源热利用过程中,抽、灌井区热贯通导致地能利用的衰减已经成为逐步显现的工程问题.针对几种典型井群布置模式下的热贯通问题,利用模拟计算手段,比较了抽、灌井区的热贯通时间差异和程度.通过衡量井群区域温度的扩散传输范围和速率,定量分析判断能量利用过程中的热贯通效应,为控制热贯通提供衡量参数和控制依据.研究表明,在一定的抽、灌热流动条件下,井群布置方式决定着热贯通的影响范围和程度,以及对抽灌井区能量的有效利用程度有着明显影响.     

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。     

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。     

尾矿氰化物渗漏对地下水污染的动力学模型

通过分析尾矿氰化物渗漏在土壤中迁移机制的基础上,建立了污染物运移过程的耦合动力学模型，模拟了不同时间内氰化物在包气带土层中浓度分布。数值模拟结果表明。氰化物渗漏对地下水污染将产生一定的影响，当降雨量增大时，污染物质可穿过包气带而污染地下水。同时，微生物降解作用对浓度在包气带土层分布也产生很大的影响，这对于定量化评价氰化物类污染物渗漏对地下水污染的潜在性影响提供了可靠的理论根据。     

基于数值模拟法的傍河水源地井群设计和优化

为保证傍河水源地水资源的可持续开发利用,并尽量减少由此对生态环境造成的负面影响,对水源地的开采井群进行优化设计是必要的。本研究以开采量（20×104 m3?d?1）和地下水位允许降深（14 m）为目标函数,以袭夺江水比例、地下水位降落漏斗范围、理论单井供水能力为约束条件,以开采井数量、井间距离、井河距离3个设计参数为变量,应用Visual MODFLOW 2010.0软件对地下水流场的演化规律进行了模拟预测,并基于预测结果对设计方案进行了比选,得到了最优参数组合。结果表明:9口开采井、井间距离为100 m、井河距离为50 m为最优方案;在该方案条件下,傍河水源地的供水能力为2.1×105 m3?d?1,其中袭夺的江水量占66%;形成的地下水位降落漏斗面积为2.8×106 m2,中心区降深为11.5 m,对环境产生的扰动最小,环境负效应也最小。