河流污染對地下水的影響實驗與模擬研究.pdf

1、近年來,河流等地表水體的污染已經(jīng)越來越嚴重,而河流與地下水存在著相互轉化的關系,當河流受到污染時,地下水以及緊依河流分布的傍河水源地就不可避免的受到污染,這嚴重影響了工農(nóng)業(yè)的正常運作、社會經(jīng)濟的發(fā)展和人類飲水安全。在這個基礎上,本文以河流與地下水演化關系作為主線,采用室內(nèi)砂槽物理模擬實驗與數(shù)值模擬相結合的方法,分別篩取不同介質(細砂、中砂),研究保守性物質NaCl與非保守性物質硝基苯在河流-懸掛飽水帶-包氣帶-地下水系統(tǒng)中的運移轉化規(guī)律

2、,構建對流、彌散、吸附共同作用下水流與溶質運移的耦合模型,定量描述河流污染對地下水的影響程度。
　　通過研究與分析,本文得到以下結論:
　　1、河流不是無限制的補給地下水,當?shù)叵滤唤档偷揭欢ǔ潭葧r,河流與地下水會發(fā)生脫節(jié),而不同含水層介質的臨界脫節(jié)水位不同,顆粒越粗越容易發(fā)生脫節(jié),臨界脫節(jié)水位越高。根據(jù)本文的實驗,當含水層介質為細砂河流水位為160cm,臨界脫節(jié)水位為90cm,此時水力坡度為0.78。即水力梯度J<0.78

3、時,河流與地下水具有統(tǒng)一浸潤曲線;當J=0.78時,河流與地下水臨界脫節(jié);當J>0.78時,河流與地下水處于脫節(jié)狀態(tài)。而當含水層介質為中砂,河流水位為160cm,臨界脫節(jié)水位為95cm,此時水力坡度為0.72。
　　2、河流-地下水系統(tǒng)中溶質運移規(guī)律表明:污染質在河流-地下水系統(tǒng)遷移過程中,會發(fā)生重力分異現(xiàn)象,表現(xiàn)為相同時間內(nèi)z方向運移范圍比x方向大很多,這種現(xiàn)象在純彌散作用下較為明顯。
　　3、污染質在河流-地下水系統(tǒng)運移

4、過程中受到多種因素的影響:水力坡度,含水層介質,污染質種類等。其他條件相同時,含水層介質顆粒越粗,污染質運移速度越快;NaCl的運移速度比硝基苯運移速度快,并且最終達到的相對濃度最大穩(wěn)定值也略大,NaCl約為1,硝基苯約為0.85;河流與地下水臨界脫節(jié)時,污染質運移速度最快。
　　4、基于飽和-非飽和流理論及溶質運移理論,建立了污染物運移耦合模型,較好的擬合了實驗實測數(shù)據(jù),并對不同污染質濃度、不同的河流與地下水轉化關系等復雜條件下