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1.
油气田地区土壤-水环境中有机污染的数值模拟及模型预测 总被引：6，自引：0，他引：6
针对油气田地区的地下水污染日益突出问题，文章综合考虑石油类有机污染物在包气带中扩散、吸附解吸、分配和生物降解等环境行为，建立了土壤－水环境体系有机污染物迁移转化的非平衡动力学模型，并编制了RBCA有限元程序，预测污染物在土壤－水环境中浓度分布变化趋势，探讨了模拟参数κd、κ变化对有机污染物迁移的影响。模拟结果表明：吸附解吸速率参数的变化对污染物达到平衡状态起着决定性作用，其结果可为定量研究有机污染物在土壤－水环境中的归宿提供可靠的理论根据，同时为油气田勘探开发过程中的污染控制与治理措施提供依据和理论指导。 相似文献
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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
3.
在考虑对流弥散、平衡/非平衡双点吸附解吸、微生物降解等情况下,建立了土壤环境中有机污染物迁移转化的动力学模型,并给出了有限差分解。在此模型的基础上,详细讨论了有机污染物在土壤中的分布规律,并对一阶吸附解吸速率常数 和平衡吸附点位所占总点位的比例 进行了灵敏度分析。分析研究表明：参数 对于土壤中有机污染物浓度分布有着重要的影响,其影响程度又与非平衡吸附点位所占总点位的比例（1- ）有关;污染后期土壤吸附相的存在,也会起到增加土壤水溶质浓度的作用,且 越大,这种作用越明显。 相似文献
4.
石油泄漏导致甲苯等有机污染物污染土壤地下水,并且甲苯等石油类有机污染物对土壤地下水污染具有隐蔽性强、难以逆转等特点,污染治理难度大。因此,研究甲苯有机污染物在土壤地下水中运移规律是治理的关键。该文以某污染场地为研究区,以甲苯有机污染物为研究对象,考虑了淋滤、吸附的影响,采用模型计算方法,分析了甲苯在污染场地土壤地下水中迁移规律。结果表明：甲苯在土壤地下水中迁移过程中,淋滤作用对甲苯浓度变化影响显著;吸附影响下扩散作用及地下水位变化对甲苯迁移产生的影响均受到抑制。该文获得的甲苯在土壤地下水中迁移规律可为甲苯有机污染物污染场地修复提供依据。 相似文献
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6.
水化学迁移率是反映污染质在水-土孔隙介质中迁移锋面速度的参数,参数值的大小与土壤介质性质、水流状态、污染物质的物理化学性质有关。利用淋滤土柱的动态平衡试验法,模拟自然降雨入渗条件下,石油类污染物在吉林油田区包气带土层中的迁移转化过程。试验结果表明,其水化学迁移过程可分为淋溶阶段、吸附阶段和平衡阶段;微生物分解作用比较弱;不同厚度土层的淋滤液浓度衰减曲线趋势极为相似。考虑室内实验与野外自然环境之间存在的尺度效应,合理确定了阻滞因子、水化学迁移率。 相似文献
7.
垃圾渗滤液有机污染组分在包气带中衰减规律的模拟研究 总被引：12，自引：2，他引：10
用若干土柱模拟试验研究了垃圾渗滤液有机污染组分在不同岩性、不同厚度包气带介质中的运移规律,并计算了有机污染组分在包气带中运移的有关水化学迁移参数(阻滞因子R和水化学迁移率E).结果表明,有机污染组分在不同岩性介质中的R值顺序为:粘土＞亚粘土＞砂土,在相同岩性中随着厚度的增加R呈正相关增大.从而为评价和预测垃圾场对地质环境影响提供技术参数,并为垃圾场的选址提供理论依据. 相似文献
8.
尽管连续混合器模型已经广泛应用于土壤中溶质迁移转化规律计算,但却仅限于饱和土壤条件。通过采用Kostiakov公式描述非稳定入渗过程,并结合活塞假设计算入渗过程中土壤水分的运动和分布规律,将连续混合器模型扩展应用于非饱和土壤的盐分淋洗过程计算,并求出了模型的解析解。分析发现,在一定的土壤质地、初始含水率剖面和初始含盐量剖面下,模型的计算结果会受到土层划分厚度的影响,而合理的土层厚度又与饱和导水率和溶质弥散系数之间存在量纲一的函数关系。当土层厚度选取合理时,连续混合器模型与HYDRUS-1D的计算结果十分接近,采用该模型模拟试验土壤盐分淋洗过程,显示了较好的计算精度。 相似文献
9.
为了及时有效地应对各种突发性环境污染事故,有必要开发一种简单实用、适于各类型污染物的场地污染数学模型。通过污染事故发生后污染物在包气带、饱和带迁移转化的概化,建立了污染物运移的自由入渗模型以及降雨入渗模型并给出各自相应的解析解。无降雨时,考虑污染物在重力作用下随包气带向下渗透的作用,建立一维垂直入渗模型。有降雨时,考虑污染场地（包气带）中污染物迁移和转化的对流作用、扩散作用及挥发、生物降解、吸附、根系吸收等作用,建立包气带剖面二维溶质运移模型和饱和带平面二维溶质运移数学模型。建模过程中,假定降雨量的平均分布及土壤质地、水力参数以及有机物成分、种类均相同,同时假定污染物与多孔介质间的作用为线性吸附,植物根系对污染物的吸附遵循一级动力学。基于模型的解析解,实现案例的模拟计算。模拟结果表明：该模型具有适用范围广、模拟高效快捷等优点,能够较准确预测污染发生后污染物在土壤中的动向、到达饱和带的时间以及饱和带中污染物的迁移情况。 相似文献
10.
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
11.
12.
大变形黏土防渗层中的污染物迁移和转化规律研究 总被引：1，自引：0，他引：1
国内湖泊疏浚污染底泥堆场一般以较厚的黏土层作为主要防渗层,由于在上覆底泥作用下黏土层会发生较大的固结变形,因此,在研究黏土防渗层中的污染物运移和转化规律时,应该考虑土体变形的影响。基于Gibson一维大变形固结理论和饱和多孔介质中的污染物对流扩散方程,建立了二者耦合的可变形多孔介质中污染物的运移和转化模型,其中首次考虑了土体自重和生物降解作用的影响。利用所建立模型的数值解,研究了在可变形黏土防渗层中的污染物运移和转化规律,同时分析了模型中不同项和主要参数的作用和影响。研究结果表明,土体大变形对黏土防渗层中污染物的运移有着较复杂的影响,一方面土体变形会加速污染物的运移;另一方面土体固结带来的渗透性减小会增加污染物的穿透时间,二者的不同作用取决于众多的影响因素,如土层厚度和吸附作用等。研究结果对于评估天然黏土防渗层对污染物的阻隔作用有重要的指导意义。 相似文献
13.
为进一步明确污泥土地利用过程中新型有机污染物—药物和个人护理用品（PPCPs）对地下水污染的风险,采用数学模型初步预测和评价了29种PPCPs在砂土和壤土2种介质条件下对地下水污染的风险。结果表明：砂土条件下,环丙沙星、氧氟沙星、土霉素、诺氟沙星和咖啡因等5种PPCPs的风险指数大于1,具有高地下水污染风险,其中,除咖啡因外,其余4种PPCPs均为抗生素类药物,应加强其在地下水中的监测和防控。壤土条件下,29种PPCPs对地下水均表现为低污染风险。吸附强度是影响PPCPs对地下水污染风险的最主要因素。PPCPs在包气带中的半衰期、有机碳-水分配系数、土壤密度、有机碳含量、含有机质的上层土壤层厚度是模型主要的敏感参数。不确定性分析显示,PPCPs的有机碳-水分配系数和其在包气带中的半衰期的改变对地下水污染风险评价结果影响较大。验证表明,地下水污染风险指数越大的PPCPs在地下水中的检出率也越高,说明评价结果具有一定的合理性。今后应加强对PPCPs降解产物、地下水中安全浓度值、共存PPCPs相互作用及介质非均质性影响等方面的研究,以便更加精确地评价PPCPs对地下水污染的风险。 相似文献
14.
在浅层地下水资源评价中建立正确的降雨入渗概念模型及其相应的数学模型,是十分重要的。本文将入渗的概念模型总结为活塞式、扩散式和捷径式三种类型,认为在非饱和入渗过程中捷径式是普遍的;由于降雨的随机性,入渗补给的数学模型宜采用随机模型。 相似文献
15.
Polychlorinated biphenyls (PCBs) are the main constituents of clophen (the liquid of the electric transformers and capacitors)
and have been characterized as potential human carcinogens. PCBs can be a hazardous contaminant of soil and groundwater. We
used the mathematical model variably saturated 2D flow and transport (VS2DT model) to simulate the transport of PCBs from
the soil surface to groundwater for a time period of 30 years. We also used a mathematical model to simulate the colloid-facilitated
PCB transport, under saturated flow conditions. The results showed that PCBs dissolved in water cannot be transported to large
depths in unsaturated soils, because of their strong sorption onto soil and low solubility in water. For soils with very low
or no organic matter content, PCB transport is much faster and the probability of groundwater contamination is much higher.
PCBs can partition to colloids originating from dissolved organic matter in groundwater. Colloid-facilitated PCB transport
is faster compared to PCB transport in aqueous solution with no colloids present. 相似文献
16.
为探求自然胶体迁移进入地下水的潜力,建立原位坡地径流观测场,研究了2013年夏季3场不同雨型降雨事件下,紫色土坡地(1 500 m2)泥岩裂隙潜流中自然胶体的迁移规律。结果表明:裂隙潜流中胶体对降雨的响应时间为30~90 min,比潜流对降雨的响应更迅速,且取决于坡地雨前干旱情况及降雨强度;胶体浓度峰早于潜流流量峰,峰值浓度相对背景浓度可增加1~2个数量级,最大雨强及雨型决定潜流流量和胶体浓度峰型。气液界面是胶体初始迁移响应的主要驱动因素,雨水混合土壤前期水对土壤介孔和大孔内壁胶体的剪切、裹携是胶体释放、分散与迁移的主要机制。因此,胶体辅助运移可能成为紫色土地区吸附性较强的污染物(如磷、疏水性农药等)的重要迁移方式。 相似文献
17.
ZHANG Ming-li WEN Zhi DONG Jian-hua WANG De-kai YUE Guo-dong WANG Bin GAO Qiang 《岩土力学》2020,41(5):1549-1559
In order to understand the hydrothermal activity mechanism of active layers to rainfall in permafrost regions caused by humidification of climate, the differences of ground surface energy balance and hydrothermal activity in different types of shallow soil with the consideration of rainfall were discussed. Based on the meteorological data in 2013 observed at Beiluhe observation station of Tibet Plateau, three types of shallow ground soil (i.e., sandy soil, sandy loam and silty clay) were selected to compare the differences in the water content and energy balance at the ground surface, dynamic processes of water and energy transport in active layers and coupling mechanism under rainfall condition in the plateau using a coupled water-vapor-heat transport model. The results show that the increase of soil particle size leads to the increase of surface net radiation and latent heat of evaporation, but the decrease of soil heat flux. The difference of surface energy balance, especially the sensible heat flux and latent heat of evaporation, are larger in the warm season but smaller in the cold season. The liquid water transport under hydraulic gradient and the water-vapor transport under thermal gradient are obvious as the particle size in soil increases. However, the water-vapor flux under thermal gradient increases but the liquid water flux under hydraulic potential gradient decreases. As a result, the water content in shallow soil decreases accordingly but it increases slightly at the depth of 25 ~75 cm. Moreover, with the increase of soil particle size, the thermal conductivity of soil, convective heat transfer under rainfall and surface evaporation increase, but the soil heat conduction flux and soil temperature gradient decrease. Thus, soil temperature in sandy soil is much higher than that of sandy loam and silty clay at the same depth. The permafrost table declines with the increase of the thickness of active layer, which is unfavourable to permafrost stability. The results can provide theoretical reference for stability prediction and protection of permafrost caused by humidification of climate. 相似文献
18.
Lianchuan Zhou Xiaomin Chen Xiaoliang Li Xinqiang Yang Daimin Huang Wen Xia Chen Cui 《Environmental Earth Sciences》2011,63(2):273-278
The characteristics of nitrate vertical transport in soils collected from Libo and Puding in Guizhou Province were studied
by simulating soil column in laboratory. The results were as follows: (1) Vertical transport velocity of nitrate decreased,
and the breakthrough curves (BTCs) of nitrate were more dispersed, in each horizon from surface layer to bottom layer in every
soil profile. As rocky desertification progressed, the BTCs experienced a gentle up and down trend, and tailing was more obvious.
(2) An analytical solute transport model (CXTFIT 2.0) was used to estimate nitrate dispersion coefficient (D) and average pore water velocity (V) from the observed BTCs. The results showed that CXTFIT 2.0 model was suitable in fitting the nitrate transport in these
soils. The dispersion coefficient was found to be a function of average pore water velocity. (3) The transport of nitrate
was mainly affected by the soil structural coefficient. As soil structural coefficient decreased, nitrate outflow was retarded,
and the peak concentration was reduced. Soil bulk density, organic matter, and clay also affected the vertical transport of
nitrate. Low bulk density, clay content, and high organic matter content were each associated with faster nitrate transport. 相似文献