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《清华大学》 2005年
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LNAPLs在土体中的运移特性研究

邢巍巍  
【摘要】:轻非水相污染物(LNAPLs)的泄漏将导致地表土和地下水的污染,给人类生存环境带来巨大危害。研究 LNAPLs 在土体中的运移特性对于环境治理有重要的意义。 本文首先介绍了地下水动力学和溶质运移的基本理论,详细阐述了 LNAPLs在非饱和土体中的运移机理及描述 LNAPLs 运移的多相流问题的基本概念和理论模型,为离心模型试验和数值模拟提供理论基础。 离心模型试验可以显著缩短试验时间,是研究污染物运移的一种有效手段。本文利用离心模型试验模拟 LNAPL 在非饱和土体中的运移过程,采用化学分析和图像数据采集分析相结合的方法得到了LNAPL的最终质量分数空间分布及污染物锋面的运移情况,研究了 LNAPL 在均质和含低渗透性夹层条件下的非饱和土体中运移规律。 数值模型方法能方便模拟不同历时和复杂边界条件下污染物的运移问题,且成本较低。根据试验确定的部分模型参数,本文利用多孔介质多相流有限元程序模拟了 LNAPL 在均质和含夹层条件下的非饱和土体中的运移过程,并将数值模拟结果与离心模型试验结果相对比,进一步分析 LNAPL 在非饱和土体中的时空分布特征,并对模型相关参数进行了敏感性分析。此外,本文对土壤抽气修复过程和重非水相流体运移过程进行了数值模拟。 研究结果表明:通过“模型模拟”的方法进行 37.5g、50g、75g 和 100g 加速度离心模型试验得到的 LNAPL 迁移一年后的空间分布特征较为相似,说明采用较高加速度离心模型试验研究污染物的长期迁移过程是基本可行的;图像采集和分析系统可以实时观测污染物锋面的运动情况,与化学分析相结合能够用于分析污染物的迁移过程和污染分布特征;数值分析能够较好模拟污染物的运移过程,反映材料特性对运移规律的影响,计算结果与离心模型试验成果相一致,并且还可以较好得模拟土壤抽气修复过程及重非水相污染物在非饱和土体和地下水系统中的运移过程。数值模拟和离心模型试验相结合是研究污染物运移问题的有效手段。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:X144

【引证文献】
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1 杨宾;李慧颖;伍斌;杜晓明;李发生;;4种NAPLs污染物在二维砂箱中的指进锋面形态特征研究[J];环境科学;2013年04期
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1 李永霞;含水介质中石油污染物迁移与残留特征[D];中国海洋大学;2011年
2 吴照群;非水相流体在土体中运移的数值模拟[D];清华大学;2008年
3 尹春蕾;利用探地雷达及高密度电阻率法对地下水进行评价的研究[D];吉林大学;2010年
【参考文献】
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【共引文献】
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3 唐明云;施安峰;贾江涛;吴斌;王晓宏;;考虑轻油组分的SAGD过程热采稠油数值研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
4 罗建新;张烈辉;赵玉龙;刘启国;;线性复合油气藏试井解释模型及典型曲线分析[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
5 杨锋;王新海;刘洪;;井钻遇溶洞油藏试井解释方法[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
6 刘华林;熊伟;高树生;;矩形五点井网稳定注采压力系统的建立[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
7 李道伦;杨景海;查文舒;;数值试井若干关键技术研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
8 梁冰;金佳旭;张春梅;;浑水入渗对尾矿坝孔隙压力分布的影响分析[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
9 邵九姑;许友生;;Forchheimer型非达西渗流系统的数值模拟[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
10 丁德民;马凤山;张亚民;王杰;郭捷;;高层建筑物荷载与地下水开采叠加作用下的地面沉降特征[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
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4 齐云阶;水平井采油举升方法及其应用研究[D];中国地质大学(北京);2010年
5 徐玉胜;大能量强夯置换法处理深圳地区软土地基的应用研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
6 宋兵;桩侧摩阻力特性的研究[D];华南理工大学;2010年
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1 刘炎昊;高煤级煤储层条件下的气体运移机理[D];河南理工大学;2010年
2 桑培淼;注水强化松软煤壁稳定性的规律及工艺参数研究[D];河南理工大学;2010年
3 刘根保;基于邓肯—张模型的垃圾土强度特性及边坡稳定性研究[D];南昌航空大学;2010年
4 张彦奇;超细水泥渗透特性微观试验研究及理论分析[D];山东科技大学;2010年
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7 魏宗强;鸡粪堆肥过程中养分损失及其控制对策研究[D];山东农业大学;2010年
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9 柳东委;土工格栅在六潜高速公路中处理桥头跳车应用研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 张瑞禹;改良风积土物理力学性质试验研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
【同被引文献】
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1 曹辉;郭晶;马魁堂;李卫锦;;石油污染土壤治理研究进展[J];现代农业科技;2011年23期
2 宁丽;曾溅辉;陈广;;柴油在土壤中迁移的试验模拟研究[J];安全与环境学报;2008年03期
3 方晓阳,刘洁;环境岩土工程学(一)[J];地下空间;1996年02期
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6 刘四新,曾昭发,徐波;钻孔雷达探测地下裂缝[J];吉林大学学报(地球科学版);2005年S1期
7 刘四新;曾昭发;徐波;;三维频散介质中地质雷达信号的FDTD数值模拟[J];吉林大学学报(地球科学版);2006年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 薛强;石油污染物在地下环境系统中运移的多相流模型研究[D];辽宁工程技术大学;2004年
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5 张文静;佳木斯地区地下水、土中硝基苯迁移转化机理及其模拟预测[D];吉林大学;2007年
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1 张俊杰;多孔介质中石油残留及其水动力效应研究[D];中国海洋大学;2010年
2 史红星;石油类污染物在黄土高原地区环境中迁移转化规律的研究[D];西安建筑科技大学;2001年
3 王锐;非水相流体在土壤中运移规律研究[D];西北农林科技大学;2004年
4 韩冰;地下水有机污染场地健康风险评价[D];中国地质大学(北京);2006年
5 张学润;渗流带中油类污染物的迁移转化模型及其数值模拟[D];吉林大学;2007年
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7 王春辉;探地雷达方法测量近地表含水量及污染物探测研究[D];吉林大学;2007年
8 李梅;含水介质中石油的残留及其水理性质研究[D];中国海洋大学;2008年
9 阿发友;高密度电法和地质雷达在断层及溶洞探测中的应用[D];贵州大学;2008年
10 刘洁雪;基于响应面法的集装箱船优化设计研究[D];天津大学;2008年
【二级引证文献】
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1 王建;胡黎明;;地下水曝气法的两相渗流数值模拟[A];岩石力学与工程的创新和实践:第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
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1 辛欣;DNAPLs污染含水层多相流模拟模型的替代模型研究[D];吉林大学;2011年
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1 王建;地下水曝气修复过程的数值模拟[D];清华大学;2011年
【二级参考文献】
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2 罗国煜,李晓昭,闫长虹,储同庆;论环境岩土工程及其环境地学研究[J];岩土工程学报;2003年01期
3 胡中雄,李向约,方晓阳;环境岩土工程学概论[J];岩土工程学报;1990年01期
4 唐朝生;;第九届环境岩土工程与全球可持续发展国际研讨会第一号通知[J];工程地质学报;2009年02期
5 唐朝生;;第九届环境岩土工程与全球可持续发展国际研讨会[J];工程地质学报;2009年03期
6 唐朝生;;第十届环境岩土工程与全球可持续发展国际研讨会第一号通知[J];防灾减灾工程学报;2009年02期
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6 查甫生;刘松玉;杜延军;崔可锐;;电阻率法在环境岩土工程中的应用探讨[A];第二届全国环境岩土工程与土工合成材料技术研讨会论文集(二)[C];2008年
7 龚壁卫;李青云;丁金华;;废旧轮胎在环境岩土工程中的应用和研究展望[A];第二届全国岩土与工程学术大会论文集(上册)[C];2006年
8 李会中;吴秋军;李园园;周刚;傅少君;;热流固耦合问题有限元方法研究及应用[A];第三届全国岩土与工程学术大会论文集[C];2009年
9 胡黎明;郝荣福;邢巍巍;;土壤中可挥发性污染物迁移及清除的离心试验研究[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(下册)[C];2003年
10 黎剑华;颜荣贵;詹剑波;黄文宇;;公路工程灾患损害识别与对策研究[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年
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1 记者 韩晓玲 实习生 易晓红 通讯员 王怀民;排水固基工程可望提速[N];湖北日报;2009年
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1 崔学慧;地下水系统中多相流体数值模拟[D];中国地质大学(北京);2006年
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1 邢巍巍;LNAPLs在土体中的运移特性研究[D];清华大学;2005年
2 张景伟;CFG桩环境效应及控制技术研究[D];郑州大学;2005年
3 阮广雄;环境岩土工程综合评价及建筑垃圾加固地基的应用研究[D];广东工业大学;2006年
4 吴照群;非水相流体在土体中运移的数值模拟[D];清华大学;2008年
5 闫磊;人工降低地下水位引起的环境变形研究[D];郑州大学;2006年
6 刘海明;昆明城市环境下附加应力场效应研究[D];昆明理工大学;2008年
7 李兴柏;多年冻土区石油污染物迁移试验研究[D];兰州理工大学;2012年
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