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土壤中污染物迁移转化规律的数值模拟研究 总被引：2，自引：0，他引：2
考虑到田间土壤的结构性以及运移其中的污染物的化学反应特征,建立了两区双点平衡/动力学吸附溶质运移模型。用拟交替显隐式有限差分格式对模型进行了离散,通过编制的相应程序,对一施药期的水田进行了模拟。研究了土壤中污染物的迁移转化规律,分析了不可动水和非平衡吸附相对浓度分布的影响。结果表明：不可动区水相和非平衡吸附相的浓度具有的滞后现象,在污染前期一定程度上起到了延缓污染作用,而在污染后期又在一定程度上加重了污染。二者的存在均对溶质的迁移转化具有重要的影响,进行数值模拟时应充分考虑二者的存在。模拟及分析结果为土壤环境质量评价提供了定量依据,同时对环境污染的治理与控制具有理论和现实意义。 相似文献
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为了获取裂隙含水层水文地质参数,以黑龙江省七台河市应急水源地为例,在抽水试验和示踪试验基础上,利用数值模拟软件GMS(Groundwater Modeling System)建立地下水流数值模型和溶质运移模型。通过研究溶质运移单域模型和两区模型,发现在裂隙含水层中两区模型能更好的描述穿透曲线的拖尾现象。实例研究表明利用数值模拟方法反演的含水层参数与解析法结果很接近,数值模拟的水均衡误差为0.024%,参数可靠性较高。研究发现该地区裂隙连通性较好,可作为应急水源地。 相似文献
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为了研究岩体裂隙网络中矿物溶解-沉淀的变化规律及其对溶质运移的影响,联合矿物溶解-沉淀动力学模型、渗流模型和溶质运移模型建立了岩体裂隙网络矿物溶解-沉淀-迁移模型,经过水溶液络合物计算和矿物成分分析,对研究区域方解石溶解-沉淀作用及溶质运移进行了数值模拟。得出的结论主要有:(1)受裂隙网络分布的影响,溶质运移分布极不均匀,溶质主要通过连通的裂隙从上游向下游迁移;(2)考虑方解石的溶解-沉淀作用之后,在溶解区域溶质浓度增加,在沉淀区域溶质浓度减少;(3)通过对比分析,可知方解石溶解-沉淀受水溶液中CO23-浓度影响较大。 相似文献
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为预测某规划区地下水环境影响,本次研究运用FEFLOW地下水数值模拟软件,在分析研究区水文地质、地下水渗流场等的基础上建立了溶质运移数值模型。模拟结果显示,模型能够真实反映研究区实际水文地质条件,预测两种工况下的氨氮、氰化物和COD进行溶质运移变化规律,可以作为地下水环境影响评价的依据。同时,污水处理厂在事故工况下对地下水环境影响较大,规划区应制定相应的地下水风险应急预案并采取严格的防渗措施,减小对地下水的影响。 相似文献
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提高畦灌施肥地表水流与溶质运移数值模型的稳定性、收敛性及计算精度,有利于改善地面畦灌施肥系统的设计与评价工作.在利用隐-显混合时间格式对一维畦灌地表水流与溶质运移耦合模型中包含的各矢量项进行时间离散基础上,借助有限差分法、有限体积法和有限单元法分别对由隐时间格式生成的物理矢量线性近似式空间导数、物理矢量空间导数、溶质扩散矢量和地形矢量项进行空间离散,对最终形成的控制方程代数方程组进行数值求解,构建起基于混合数值解法的一维畦灌施肥地表水流与溶质运移耦合模型. 相似文献
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基于CFP的岩溶管道流溶质运移数值模拟研究 总被引：2，自引：0，他引：2
多重岩溶含水介质的复杂性导致岩溶地下水流动及溶质运移的数学模拟成为地下水研究难点之一。为了探讨岩溶多重含水介质中地下水流溶质运移特征,文章构建了管道流CFP水流模型和MT3DMS溶质运移三维耦合数值模型。在阐述管道流CFP和MT3DMS基本原理的基础上,通过建立水文地质概念模型算例（1个落水洞、4个直管道）,探讨岩溶管道水流及溶质运移规律,分析讨论不同水文地质参数对浓度穿透曲线的影响。研究结果表明:管道流CFP模型能够刻画岩溶管道与基岩裂隙水流交换特征,MT3DMS模型能够模拟穿透曲线的拖尾现象,符合实际岩溶区特征。随着水力梯度、管道直径及管道渗透系数增大,孔隙度减小,浓度曲线峰值越大,峰值到达时间越快,浓度穿透曲线越对称。得出结论:耦合CFP水流模型和MT3DMS溶质运移模型能够刻画岩溶管道流溶质运移规律,为研究岩溶复杂介质污染物运移特征提供一种思路和途径。 相似文献
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《岩土力学》2018,(Z2)
填埋场底部黏土垫层特性对其长期防渗隔污服役性能的有效发挥具有极其重要的作用。针对实际堆场中黏土屏障呈现出的高饱和状态,将液相(孔隙水)与气相(闭塞气泡)视为混合流体,通过分别建立土体应力平衡方程、混合流体质量守恒方程及溶质质量守恒方程,综合考虑土颗粒-孔隙流体-溶质间的相互作用机制,推导得到了高饱和度条件下,溶质在黏土防渗层中运移的水-力-化全耦合模型,能够实现多物理场耦合作用时土层变形量、混合流体压力及溶质溶度随时空分布的直接精确求解。采用多场耦合有限元分析软件COMSOL对所建模型开展数值模拟,结果表明,模型结果与Peters所得结果吻合较好;黏土垫层中可压缩性气体的存在延缓了超孔隙流体压力的消散,加大了土层的沉降量,对溶质在防渗黏土层中的运移进程起到了显著的阻滞效果。 相似文献
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Visual MODFLOW是目前国际上最为流行的三维地下水流和溶质运移模拟评价可视化专业软件系统,在我国主要应用于地下水流及溶质运移的数值模拟分析.根据勘查区地质、水文地质条件,使用Visual MODFLOW4.1三维渗流数值模拟软件,建立反映地下水分布规律、储存条件及其时空变化规律的渗流数值模型,并进行矿井突水量及安全水位疏排水量预报. 相似文献
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A non‐equilibrium sorption—advection—diffusion model to simulate miscible pollutant transport in saturated–unsaturated soils is presented. The governing phenomena modelled in the present simulation are: convection, molecular diffusion, mechanical dispersion, sorption, immobile water effect and degradation, including both physical and chemical non‐equilibrium processes. A finite element procedure, based on the characteristic Galerkin method with an implicit algorithm is developed to numerically solve the model equations. The implicit algorithm is formulated by means of a combination of both the precise and the traditional numerical integration procedures. The stability analysis of the algorithm shows that the unconditional stability of the present implicit algorithm is enhanced as compared with that of the traditional implicit numerical integration procedure. The numerical results illustrate good performance of the present algorithm in stability and accuracy, and in simulating the effects of all the mentioned phenomena governing the contaminant transport and the concentration distribution. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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This paper presents a new numerical tool to model the two-dimensional contaminant transport through saturated porous media
using a meshfree method, called radial point interpolation method (RPIM) with polynomial reproduction. In RPIM, an approximate
solution is constructed entirely in terms of a set of nodes and no characterisation of the interrelationship of the nodes
is needed. The advection–dispersion equation with sorption is considered to illustrate the applicability of the RPIM. The
Galerkin weak form of the governing equation is formulated using 2D meshfree shape functions constructed using thin plate
spline radial basis functions. MATLAB code is developed to obtain the numerical solution. Three numerical examples are presented
and the results are compared with those obtained from the finite element method and analytical solutions. In order to test
the practical applicability and performance of the RPIM, two case studies of contaminant transport through landfill liners
are presented. A good agreement is obtained between the results of the RPIM and the field investigation data. 相似文献
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This paper presents a non-equilibrium sorption dispersion–advection transport model for the analysis of pollutant migration through soil. The formulation involves a convolution integral of the product of the rate of change of concentration and a time-dependent sorption coefficient, suggesting an integral transformation of the governing equations. This facilitates the primary purpose of this paper, to incorporate a time-dependent solute sorption process into a computationally efficient and accurate semi-analytic Laplace transform method. An application of the non-equilibrium sorption model for backfiguring dispersion–advection equation parameters from experimental data is presented, and the implications of non-equilibrium sorption on the design of landfill liners is explored by means of an illustrative example. 相似文献
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分析了挥发性污染物在土壤中迁移转化机制以及耕作层土壤的特点,在考虑耕作层土壤大孔隙流的特点基础上,以质量守恒原理为基础,建立了挥发性污染物在土壤中迁移转化的两区数学模型,并给出了模型的数值解法。以典型的挥发性污染物为例,对其在土壤中的迁移转化的动力学行为进行分析,认为农药的挥发性以及不动水区含水率是农药在土壤中浓度分布的主要影响因素,验证了土壤中农药挥发性数学模型的应用更符合其发生机制以及所建立的两区模型的正确性。这对于预测挥发性污染物释放对环境污染的变化趋势和控制挥发性污染物对环境的污染具有重要意义,并为土壤中挥发性污染物的安全评价提供了手段。 相似文献
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A. R. Estabragh M. R. S. Pereshkafti A. A. Javadi 《Geotechnical and Geological Engineering》2013,31(1):93-101
Contaminant transport modelling in environmental engineering is generally conducted to evaluate the potential impact of contaminant migration on the subsurface environment or for interpreting tracer tests or groundwater quality data. In the past few decades a number of mathematical models have been established for evaluating the migration of pollution as indicated in the literature. This paper presents a comparison between a number of analytical and numerical models in evaluating pollution transport in soils. Three analytical models and a finite element model developed in this research are used for comparing four numerical examples under different conditions. Four cases of advection dominated problem with line source boundary, advection dominated problem with semi-line source boundary, advection–dispersion–sorption problem with line source boundary and advection–dispersion–sorption problem with semi-line source are considered. Based on the results the best analytical model that has a higher accuracy is recommended for practical applications. 相似文献
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潍河下游地区海咸水入侵动态三维数值模拟分析 总被引：4，自引：0，他引：4
文中以潍河下游的莱洲湾南岸地区为研究区 ,阐述了海咸水分布规律。针对海咸水运移过程中的水动力学特征和化学动力学特征 ,推导了水动力化学动力耦合的盐分运移对流弥散方程 ,水动力过程考虑了浓度变化对水流运动的影响 ,化学动力学过程考虑了含水介质表面吸附 (解吸 )作用对盐分运移的影响。采用改进的非线性特征有限元法 ,求解高浓度溶质运移三维模型。计算结果表明 ,该模型更真实地刻画了海咸水入侵系统。通过对海咸水入侵规律进行模拟 ,指出海咸水入侵的根本原因是过量开采地下淡水资源 ,要防止海咸水入侵 ,必须科学开采地下淡水资源。 相似文献
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王洪涛 《吉林大学学报(地球科学版)》1991,(1)
本文介绍了地下水系统的概念和地下水系统分析方法,讨论了地下水系统模拟的驱动力场方法,推演出地下水驱动力方程和速度方程,建立了水流系统和污染质运移系统的模拟模型,并求得了它们的有限差分解,最后进行了实例模拟计算。 相似文献