水—气二相流及污染物运移数值模拟研究

本文通过对近些年来水－气二相流数值模拟进展情况的分析,总结了在水－气二相流模拟过程中,各个主要参数或物理过程的数学概化方法,以及近年来在求解水气二相流方程和污染运移方程的方法上的改进情况。并在此基础上提出了需进一步研究解决的问题。     

山西晋祠泉在引水条件下的可再生性研究

应用模糊线性回归与时间序列分析手段,通过分析长期动态资料,建立起晋祠泉流量与降水量、汾河渗漏量、矿坑排水量及人工开采量之间的模糊关系方程;在此基础上预测了在万家寨引黄工程完工后,晋祠泉域在地下水得到涵养条件下的可再生性,同时还预测了不同方案调控条件下,晋祠泉的大致出流时间。在一般情况下,晋祠泉的大致出流时间在2007～2009年之间。为了实现晋祠早日复流,节流是今后最重要的管理措施,同时应该注意晋祠泉的水质保护问题。      

黄河河床沉积物渗透性的试验研究

本文应用竖管测定法对黄河中游龙门—潼关段的河床沉积物的渗透性进行了试验研究,测得了黄河河床沉积物的垂向渗透系数和水平渗透系数;应用地下水模拟软件,研究了河水与地下水的相互作用,为研究黄河水与地下水相互关系奠定了基础。     

松花江松原段沿岸浅层地下水脆弱性评价

为给松花江流域地下水污染防治与控制提供理论依据,基于DRASTIC模型,选取净补给量、包气带介质、含水层富水性、地下水水位埋深、土地利用类型、污染源影响和地下水开采模数建成评价指标体系,结合GIS技术对松花江松原段沿江两侧5～10 km范围内的浅层地下水脆弱性进行了分区,并将结果与地下水质污染评价结果进行了对比,最后通...     

北京市平原区土壤中PAHs分布特征与来源分析

PAHs的性质使其容易在土壤中富集,且因难降解和毒性大而成为土壤污染治理的重点。本研究测试了北京市东南部地区土壤和地下水中的PAHs含量,同时对近年来北京平原区土壤中PAHs的其它监测数据进行了联合分析。研究结果表明:(1)北京市平原区土壤中16种PAHs的平均值为936.9μg/kg,处中度污染水平且接近重度污染;(2)土壤中PAHs的来源表现出一定的地带分布规律,其中林地和果园的污染源主要为石油输入源,其它区域的污染源主要为不同类型的燃烧源(木材、煤、石油、汽油等)或混合源;(3)地下水中PAHs的种类明显比土壤中的少,但是以具较强毒性的二环和三环PAHs为主,主要原因为低环的PAHs主要以溶解态形式在土壤中迁移,容易进入浅层地下水。     

水位波动下包气带透镜体影响LNAPL迁移的数值模拟研究

轻质非水相液体（LNAPLs）在土壤包气带中具有多相态特征,非均质性、地下水位波动等因素将显著增加包气带内LNAPLs污染的复杂程度。已有研究多关注于揭示包气带内自由相LNAPLs的污染过程,少有更为深入地探究水位波动时非均质结构对LNAPLs迁移及各相态分布规律的影响。基于TOUGH2程序构建包气带多相流数值模型,以揭示透镜体结构与地下水位波动共同作用下LNAPLs迁移过程及相态分布。研究结果表明:（1）含水率变化是LNAPLs迁移分布的主要控制因素,包气带内受透镜体介质岩性、水位波动影响所呈现的含水率变化直接控制LNAPLs迁移规律及分布特征;（2）水位恒定时,细砂透镜体使LNAPL呈“蓄积穿透-横向扩展-绕流”迁移,粗砂透镜体则是LNAPL垂向迁移的“优势通道”,水位波动引起的细砂透镜体含水率变化使“绕流”显著增强,粗砂透镜体则进一步呈现“优势空间”作用;（3）水位恒定时,细砂透镜体模型中LNAPL滞留于透镜体内部,粗砂模型中LNAPL则集中于透镜体下方,水位波动下透镜体附近LNAPL分布范围扩展,两模型LNAPL分布面积较水位恒定时分别增大51%、63%;（4）两模型中LNAPL挥发通量均呈“先减小-后增大”规律,并受LNAPL-气体接触条件及LNAPL分布状况共同作用,水位波动打破三相平衡状态,主要表现为水位抬升阶段LNAPL挥发增强,此时两模型中平均挥发量较水位恒定时增大124%～126%。研究为非均质石油污染场地中的LNAPL污染过程认识提供了科学的理论依据。     

下辽河平原高氟地下水空间分布及成因分析

以下辽河平原为研究区,共布设地下水取样点182个。样品组分分析显示区内局地氟离子超标现象严重。通过空间变异性分析,确定区内氟离子空间分布呈指数模型,受区域上中大尺度结构影响的变异较大,具有中等的空间相关性。通过水化学分析,区内高氟地下水主要分布于弱碱性条件、高重碳酸根型地下水中,在平原区与铅离子不呈比例关系。因子分析法提取出影响水化学类型的3个公因子,F1为蒸发浓缩因子,F2为p H及化肥污染因子,F3为重碳酸根及氟自然地质环境污染因子,分析确定区内高氟地下水的成因主要是平原区北部、大小凌河扇区富氟岩石的溶滤作用,通过迁移富集,在新民、凌海地区分布较高;蒸发浓缩及农业面源污染对高氟地下水作用不明显。     

基于过程模拟的地下水脆弱性评价研究进展

地下水脆弱性评价是进行地下水污染防控的关键。经过近40年的研究,过程模拟法被认为是最具实际意义和最精确的评价方法。目前学者对地下水水流和溶质运移模型与地下水脆弱性评价的耦合进行了探索研究,充分发挥了过程模拟法物理意义明确、评价结果可靠度高、主观性低、实用性强等优势。但该法仍受限于水流和水质长观资料、存在不确定性、不易获取表征特征污染物在地下水系统中的转化过程的定量参数等缺点,因此,未来包气带中溶质迁移转化理论、包气带和饱和带的耦合模型、随机模型和各种智能方法与过程模拟法的结合、过程模拟法和评价结果的不确定性以及GIS技术与各种数学模型的结合都将是基于过程模拟研究地下水脆弱性的重要发展方向。     

地下水污染风险评价的迭置指数法研究综述

目前,我国大部分城市采用地下水作为饮用水源,而地下水污染状况日益严重,地下水污染风险评价作为管理者制定污染防治方案的一种手段,显得尤为重要。地下水污染风险评价虽然已经有一定范围的应用,但对其概念并没有统一的定义,因此,在总结国内外地下水污染风险评价研究进展的基础上,提出地下水污染风险的定义,并重点讨论迭置指数法在地下水污染风险评价中的应用,并在此基础上提出存在的问题及建议。     

矿业活动固体废弃物中重金属元素释放机理 的浸出实验

矿业活动中产生的固体废弃物包括废石、尾矿和冶炼废渣。这些固体废弃物堆放于露天环境,经过长期的自然风化作用,会对周围环境产生重要的影响。以攀枝花钒钛磁铁矿矿业活动为例,采集了废石、尾矿和冶炼废渣3种类型的固体废弃物,通过浸出实验,研究了不同粒度、不同pH值条件下这些废弃物中重金属元素的释放机理及其对环境产生的影响。结果表明,大多数元素在pH值条件偏小的环境中浸出率更大,在碱性环境中浸出率更小,但废石中的V、Cr和废渣中的Ti在碱性条件下浸出率更高;细粒样品在相同pH值条件下浸出率较粗粒大,但在pH=12的条件下Ti 、V、Ni、Cr和pH=1条件下Ti、Cr的浸出量出现反常,即在粗粒样品中高于细粒样品。固体废弃物释放的重金属元素会对周围环境产生一定的影响,需要加强监测。