層狀多孔介質中LNAPLs污染物運移過程的鋒面模型研究.pdf

1、近年來，石油產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)境多為非均質的，因此在層狀非均質條件下研究LNAPLs污染物的運移過程具有重要意義。
　　 本文通過室

2、內試驗研究了層狀非均質多孔介質中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在層狀非均質多孔介質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條件下LNAPLs的運移規(guī)律及分布特性。結果表明：介質結構突變面改變了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，由于受到粗砂介質阻滯作用的增強，LNAPLs運移速度減小。當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產生明顯的橫向運移并在地下水位上部積聚，當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。
　　 本文在試驗基礎上利用單向流的簡化方程，建立LNAPLs在非飽和層狀非均質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