層狀多孔介質(zhì)中LNAPLs污染物運(yùn)移過(guò)程的鋒面模型研究.pdf

1、近年來(lái)，石油產(chǎn)品的泄露給土壤和地下水造成了嚴(yán)重的污染，影響著人類(lèi)的生活環(huán)境。石油污染物中的非水相液體NAPLs(Non-aqueous phase liquids)在水中溶解度低，其中密度比水小的稱(chēng)為輕非水相液體LNAPLs(Light NAPLs)，多為揮發(fā)性有機(jī)物，不與水混溶，進(jìn)入地下環(huán)境后會(huì)使污染范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。由于地下環(huán)境多為非均質(zhì)的，因此在層狀非均質(zhì)條件下研究LNAPLs污染物的運(yùn)移過(guò)程具有重要意義。
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2、內(nèi)試驗(yàn)研究了層狀非均質(zhì)多孔介質(zhì)中LNAPLs的運(yùn)移機(jī)制與分布特性，建立LNAPLs運(yùn)移與分布的鋒面擴(kuò)展模型和油透鏡體厚度模型，探討入滲階段油流鋒面擴(kuò)展速率的變化規(guī)律及油透鏡體的最大垂向厚度與控制點(diǎn)間的垂直距離。首先，在二維砂槽上進(jìn)行LNAPLs的入滲試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程中用數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行拍照，把LNAPLs的擴(kuò)散過(guò)程以圖像的形式記錄下來(lái)；然后，用AutoCAD對(duì)圖片進(jìn)行分析處理，得出不同時(shí)刻LNAPLs的入滲鋒面變化圖；最后運(yùn)用單向流模型的簡(jiǎn)化

3、方程及壓力平衡原理，對(duì)LNAPLs在層狀非均質(zhì)多孔介質(zhì)中油流鋒面的運(yùn)移特征及油透鏡體的形狀進(jìn)行分析與討論。
　　 試驗(yàn)研究了層狀非均質(zhì)條件下LNAPLs的運(yùn)移規(guī)律及分布特性。結(jié)果表明：介質(zhì)結(jié)構(gòu)突變面改變了LNAPLs的遷移模式。在LNAPLs由中砂進(jìn)入細(xì)砂與細(xì)砂透鏡體時(shí)，由于受到毛細(xì)作用的增強(qiáng)，LNAPLs運(yùn)移速度加快；而由中砂進(jìn)入粗砂，由于受到粗砂介質(zhì)阻滯作用的增強(qiáng)，LNAPLs運(yùn)移速度減小。當(dāng)LNAPLs進(jìn)入干濕界面后，隨著

4、毛細(xì)作用和土層含水量的加大，LNAPLs產(chǎn)生明顯的橫向運(yùn)移并在地下水位上部積聚，當(dāng)其達(dá)到一定厚度且足夠多時(shí)，可克服飽水層對(duì)它的浮托作用并向下運(yùn)移，在地下水位上形成LNAPLs池。
　　 本文在試驗(yàn)基礎(chǔ)上利用單向流的簡(jiǎn)化方程，建立LNAPLs在非飽和層狀非均質(zhì)條件下的鋒面擴(kuò)展模型，獲得油流鋒面擴(kuò)展速率的變化規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：鋒面模型中砂的滲透系數(shù)、孔隙度及油的相對(duì)滲透系數(shù)對(duì)LNAPLs運(yùn)移的鋒面擴(kuò)展速率影響較大，而油的飽和度與壓頭變