干濕交替介質(zhì)中LNAPLs污染物運移模擬方法研究.pdf

1、在國內(nèi)外，因石油制品在儲存和運輸過程中造成的泄漏和溢出對地下環(huán)境造成的污染正變得日益嚴重。石油制品中輕質(zhì)非水相液體(LNAPLs)污染物在地下系統(tǒng)中的運移是一個水～油～氣三相流動的過程，受各種物理、化學(xué)和生物因素的制約。針對這類污染，預(yù)測其污染物走向及濃度時空分布是有效進行地下環(huán)境污染治理和風(fēng)險評價的先決條件。
　　 本文動態(tài)測定了氣～水兩相體系干燥濕潤交替砂介質(zhì)中非濕潤相流體運移的飽和度和毛細壓力，采用修正的高斯～牛頓方法對測

2、得的氣～水兩相的飽和度～毛細壓力(S～p)曲線進行擬合，得到Van Genuchten(VG)模型參數(shù)。
　　 將土柱實驗邊界初值條件以及擬合的VG參數(shù)用于美國能源部(U.S.Department ofEnergy)國立西北實驗室(Pacific Northwest National Laboratory)開發(fā)的大型地下多相流STOMP模擬軟件，驗證STOMP在干燥交替條件下模擬非濕潤相流體流動的可靠性。在驗證準確的基礎(chǔ)上，采用

3、Lenhard提出的S～p關(guān)系折算方法，將實驗測得的氣～水兩相系統(tǒng)的S～p關(guān)系拓展到氣～油～水三相，根據(jù)折算得到的氣～油～水三相條件下的VG模型參數(shù)，模擬自然條件下水位波動導(dǎo)致的LNAPLs(以苯為例)的運移情況。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.為LNAPLs在干燥和濕潤交替介質(zhì)中運移過程中，S～p曲線的動態(tài)測定及數(shù)據(jù)擬合提供了一套有效簡便方法；
　　 2.利用STOMP模型對柱實驗進行模擬，發(fā)現(xiàn)STOMP模型的預(yù)測結(jié)果與

4、實驗實測參數(shù)基本一致，證明STOMP模型可以用于模擬水位波動情況下污染物的運移過程；
　　 3.由苯在地下水位波動情況下運移的模擬結(jié)果可以看出，苯進入地下環(huán)境中首先在重力的作用下垂直下滲，橫向擴散范圍不大，苯進入毛細邊緣帶后，沿毛細邊緣帶橫向擴散，最后穿過非飽和帶，漂浮在地下水面上。存在水力坡度時，漂浮的苯也隨地下水的流動而流動，污染面積逐步擴大，形成一個拉長的透鏡體。隨著水位不斷的下降，苯會在由于水位下降形成的非飽和帶遷移，其