層狀多孔介質(zhì)中LNAPLs污染物運移過程的鋒面模型研究.pdf

1、近年來，石油產(chǎn)品的泄露給土壤和地下水造成了嚴重的污染，影響著人類的生活環(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為輕非水相液體LNAPLs(Light NAPLs)，多為揮發(fā)性有機物，不與水混溶，進入地下環(huán)境后會使污染范圍進一步擴大。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污染物的運移過程具有重要意義。
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2、內(nèi)試驗研究了層狀非均質(zhì)多孔介質(zhì)中LNAPLs的運移機制與分布特性，建立LNAPLs運移與分布的鋒面擴展模型和油透鏡體厚度模型，探討入滲階段油流鋒面擴展速率的變化規(guī)律及油透鏡體的最大垂向厚度與控制點間的垂直距離。首先，在二維砂槽上進行LNAPLs的入滲試驗，試驗過程中用數(shù)碼相機進行拍照，把LNAPLs的擴散過程以圖像的形式記錄下來；然后，用AutoCAD對圖片進行分析處理，得出不同時刻LNAPLs的入滲鋒面變化圖；最后運用單向流模型的簡化

3、方程及壓力平衡原理，對LNAPLs在層狀非均質(zhì)多孔介質(zhì)中油流鋒面的運移特征及油透鏡體的形狀進行分析與討論。
　　 試驗研究了層狀非均質(zhì)條件下LNAPLs的運移規(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由中砂進入細砂與細砂透鏡體時，由于受到毛細作用的增強，LNAPLs運移速度加快；而由中砂進入粗砂，由于受到粗砂介質(zhì)阻滯作用的增強，LNAPLs運移速度減小。當(dāng)LNAPLs進入干濕界面后，隨著

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