非均质介质中重非水相污染物运移受泄漏速率影响数值分析

施小清; 姜蓓蕾; 吴吉春; 徐红霞; 姜月华; 苏晶文

doi:CNKI: 32.1309.P.20120501.1617.011

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非均质介质中重非水相污染物运移受泄漏速率影响数值分析

施小清, 姜蓓蕾, 吴吉春, 徐红霞, 姜月华, 苏晶文

文章导航 > 水科学进展 > 2012 > 23(3): 376-382

施小清, 姜蓓蕾, 吴吉春, 徐红霞, 姜月华, 苏晶文. 非均质介质中重非水相污染物运移受泄漏速率影响数值分析[J]. 水科学进展, 2012, 23(3): 376-382. doi: CNKI: 32.1309.P.20120501.1617.011

引用本文:

SHI Xiao-qing, JIANG Bei-lei, WU Ji-chun, XU Hong-xia, JIANG Yue-hua, SU Jing-wen. Numerical analysis of the effect of leakage rate on dense non-aqueous phase liquid transport in heterogonous porous media[J]. Advances in Water Science, 2012, 23(3): 376-382. doi: CNKI: 32.1309.P.20120501.1617.011

Citation:

SHI Xiao-qing, JIANG Bei-lei, WU Ji-chun, XU Hong-xia, JIANG Yue-hua, SU Jing-wen. Numerical analysis of the effect of leakage rate on dense non-aqueous phase liquid transport in heterogonous porous media[J]. Advances in Water Science, 2012, 23(3): 376-382. doi: CNKI: 32.1309.P.20120501.1617.011

非均质介质中重非水相污染物运移受泄漏速率影响数值分析

doi: CNKI: 32.1309.P.20120501.1617.011

1.
污染控制与资源化研究国家重点实验室, 南京大学地球科学与工程学院水科学系, 江苏南京 210093;
2.
南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 江苏南京 210029;
3.
南京地质矿产研究所, 江苏南京 210016

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(41172206;41030746);污染控制与资源化研究国家重点实验室开放基金资助项目(PCRRF09015)

详细信息

作者简介:
施小清(1979- ),男,江西上饶人,副教授,博士,主要从事地下水流数值模拟方面的研究。E-mail:shixq@nju.edu.cn

中图分类号: P641

Numerical analysis of the effect of leakage rate on dense non-aqueous phase liquid transport in heterogonous porous media

1.
State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, Department of Hydrosciences, School of Earth Sciences and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, China;
2.
State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering, Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210029, China;
3.
Nanjing Institute of Geology and Mineral Resources, Nanjing 210016, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China(No.41172206; No.41030746).

摘要: 重非水相污染物(DNAPL)在地下介质中运移和分布受多种因素控制,包括DNAPL本身的物理化学性质,土的性质,泄漏条件等等。由于介质的非均质性,使得多相流运移行为更为复杂。基于地下水随机理论构建渗透率随机场,采用蒙特卡罗方法探讨泄漏速率对非均质饱和介质中DNAPL运移的影响。数值结果表明,在泄漏总量一定的情况下,泄漏速率越低,介质非均质性对DNAPL运移的影响程度越高。反之,DNAPL的渗漏速率越高,小尺度地层的非均质性影响越低。由于DNAPL运移过程中在垂直方向受重力的影响,污染羽在空间上的质心位置(一阶矩)以及展布范围(二阶矩)在垂直方向上的变异程度要高于水平方向。
- 多相流 /
- 随机模拟 /
- 非均质 /
- 空间变异性 /
- T2VOC程序
Abstract: The transport and distribution of Dense Non-Aqueous Phase Liquid (DNAPL) in subsurface media are affected by many factors, which include DNAPL physical and chemical properties, soil properties, and leakage conditions, etc. The structure of multiphase flow can be more complex due to the effects of porous media heterogeneity. In this study, the Monte Carlo method is applied to a synthetic case in an effort to investigate the effect of the spatial variability of permeability on the fate and transport of DNAPL contaminant plumes. Numerical results show that the lower the leakage rate, the higher the heterogonous effects are on DNAPL migration in the case of fixed total leakage flux. Since the transport of DNAPL is affected by the gravity, for both centroid of the plume (first moment) and the distribution of the plume (second moment), the variability in the vertical direction is found to be greater than that in the horizontal direction.
- multi-phase /
- stochastic simulation /
- heterogeneity /
- spatial variability /
- T2VOC

[1]	邓亚平, 张烨, 施小清, 吴吉春. 非均质裂隙介质中重非水相流体运移 . 水科学进展, 2015, 26(5): 722-730. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.05.014
[2]	陈璐, 郭生练, 周建中, 熊立华, 闫宝伟. 长江上游多站日流量随机模拟方法 . 水科学进展, 2013, 24(4): 504-512.
[3]	鲁程鹏, 束龙仓, 陈洵洪. 河床地形影响潜流交换作用的数值分析 . 水科学进展, 2012, 23(6): 789-795. doi: CNKI: 32.1309.P.20121101.1759.015
[4]	王云强, 邵明安, 刘志鹏. 黄土高原区域尺度土壤水分空间变异性 . 水科学进展, 2012, 23(3): 310-316. doi: CNKI: 32.1309.P.20120501.1618.020
[5]	施小清, 吴吉春, 吴剑锋, 姜蓓蕾, 徐红霞. 多个相关随机参数的空间变异性对溶质运移的影响 . 水科学进展, 2012, 23(4): 509-515. doi: CNKI:32.1309.P.20120614.2158.001
[6]	刘继龙, 马孝义, 张振华. 土壤入渗特性的空间变异性及土壤转换函数 . 水科学进展, 2010, 21(2): 214-221.
[7]	陆乐, 吴吉春, 王晶晶. 多尺度非均质多孔介质中溶质运移的蒙特卡罗模拟 . 水科学进展, 2008, 19(3): 333-338.
[8]	刘攀, 郭生练, 张文选, 肖义, 高仕春. 梯级水库群联合优化调度函数研究 . 水科学进展, 2007, 18(6): 816-822.
[9]	王文圣, 金菊良, 李跃清. 水文随机模拟进展 . 水科学进展, 2007, 18(5): 768-775.
[10]	王康, 张仁铎, 王富庆, 安田裕. 土壤水分运动空间变异性尺度效应的染色示踪入渗试验研究 . 水科学进展, 2007, 18(2): 158-163.
[11]	徐英, 陈亚新, 王俊生, 刘全明. 农田土壤水分和盐分空间分布的指示克立格分析评价 . 水科学进展, 2006, 17(4): 477-482.
[12]	李少龙, 杨金忠, 蔡树英, 史良胜. 多孔介质随机参数的相关性对非饱和水流的影响 . 水科学进展, 2006, 17(5): 599-603.
[13]	阎婷婷, 吴剑锋. 渗透系数的空间变异性对污染物运移的影响研究 . 水科学进展, 2006, 17(1): 29-36.
[14]	施小清, 吴吉春, 袁永生. 渗透系数空间变异性研究 . 水科学进展, 2005, 16(2): 210-215.
[15]	陈彦, 吴吉春. 含水层渗透系数空间变异性对地下水数值模拟的影响 . 水科学进展, 2005, 16(4): 482-487.
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[17]	任理, 王济, 秦耀东. 非均质土壤饱和稳定流中盐分运移的传递函数模拟 . 水科学进展, 2000, 11(4): 392-400.
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[19]	杨金忠, 蔡树英, 叶自桐. 区域地下水溶质运移随机理论的研究与进展 . 水科学进展, 1998, 9(1): 84-98.
[20]	杨金忠, 叶自桐. 野外非饱和土壤水流运动速度的空间变异性及其对溶质运移的影响 . 水科学进展, 1994, 5(1): 9-17.

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非均质介质中重非水相污染物运移受泄漏速率影响数值分析

doi: CNKI: 32.1309.P.20120501.1617.011

1. 污染控制与资源化研究国家重点实验室, 南京大学地球科学与工程学院水科学系, 江苏南京 210093;

2. 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 江苏南京 210029;

3. 南京地质矿产研究所, 江苏南京 210016

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(41172206;41030746);污染控制与资源化研究国家重点实验室开放基金资助项目(PCRRF09015)

作者简介:
施小清(1979- ),男,江西上饶人,副教授,博士,主要从事地下水流数值模拟方面的研究。E-mail:shixq@nju.edu.cn

收稿日期: 2011-04-26
刊出日期: 2012-05-25

中图分类号: P641

关键词:

多相流 /

随机模拟 /

非均质 /

空间变异性 /

T2VOC程序

摘要: 重非水相污染物(DNAPL)在地下介质中运移和分布受多种因素控制,包括DNAPL本身的物理化学性质,土的性质,泄漏条件等等。由于介质的非均质性,使得多相流运移行为更为复杂。基于地下水随机理论构建渗透率随机场,采用蒙特卡罗方法探讨泄漏速率对非均质饱和介质中DNAPL运移的影响。数值结果表明,在泄漏总量一定的情况下,泄漏速率越低,介质非均质性对DNAPL运移的影响程度越高。反之,DNAPL的渗漏速率越高,小尺度地层的非均质性影响越低。由于DNAPL运移过程中在垂直方向受重力的影响,污染羽在空间上的质心位置(一阶矩)以及展布范围(二阶矩)在垂直方向上的变异程度要高于水平方向。

English Abstract

Numerical analysis of the effect of leakage rate on dense non-aqueous phase liquid transport in heterogonous porous media

1. State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, Department of Hydrosciences, School of Earth Sciences and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, China;

2. State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering, Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210029, China;

3. Nanjing Institute of Geology and Mineral Resources, Nanjing 210016, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China(No.41172206; No.41030746).

Received Date: 2011-04-26
Publish Date: 2012-05-25

Keywords:

Abstract: The transport and distribution of Dense Non-Aqueous Phase Liquid (DNAPL) in subsurface media are affected by many factors, which include DNAPL physical and chemical properties, soil properties, and leakage conditions, etc. The structure of multiphase flow can be more complex due to the effects of porous media heterogeneity. In this study, the Monte Carlo method is applied to a synthetic case in an effort to investigate the effect of the spatial variability of permeability on the fate and transport of DNAPL contaminant plumes. Numerical results show that the lower the leakage rate, the higher the heterogonous effects are on DNAPL migration in the case of fixed total leakage flux. Since the transport of DNAPL is affected by the gravity, for both centroid of the plume (first moment) and the distribution of the plume (second moment), the variability in the vertical direction is found to be greater than that in the horizontal direction.

引用本文:

Citation:

SHI Xiao-qing, JIANG Bei-lei, WU Ji-chun, XU Hong-xia, JIANG Yue-hua, SU Jing-wen. Numerical analysis of the effect of leakage rate on dense non-aqueous phase liquid transport in heterogonous porous media[J]. Advances in Water Science, 2012, 23(3): 376-382. doi: CNKI: 32.1309.P.20120501.1617.011

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非均质介质中重非水相污染物运移受泄漏速率影响数值分析

doi: CNKI: 32.1309.P.20120501.1617.011

作者简介: 施小清(1979- ),男,江西上饶人,副教授,博士,主要从事地下水流数值模拟方面的研究。E-mail:shixq@nju.edu.cn

Numerical analysis of the effect of leakage rate on dense non-aqueous phase liquid transport in heterogonous porous media

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非均质介质中重非水相污染物运移受泄漏速率影响数值分析

doi: CNKI: 32.1309.P.20120501.1617.011

1. 污染控制与资源化研究国家重点实验室, 南京大学地球科学与工程学院水科学系, 江苏南京 210093; 2. 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 江苏南京 210029; 3. 南京地质矿产研究所, 江苏南京 210016

作者简介: 施小清(1979- ),男,江西上饶人,副教授,博士,主要从事地下水流数值模拟方面的研究。E-mail:shixq@nju.edu.cn

English Abstract

Numerical analysis of the effect of leakage rate on dense non-aqueous phase liquid transport in heterogonous porous media

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作者简介:
施小清(1979- ),男,江西上饶人,副教授,博士,主要从事地下水流数值模拟方面的研究。E-mail:shixq@nju.edu.cn

1. 污染控制与资源化研究国家重点实验室, 南京大学地球科学与工程学院水科学系, 江苏南京 210093;

2. 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 江苏南京 210029;

3. 南京地质矿产研究所, 江苏南京 210016

作者简介:
施小清(1979- ),男,江西上饶人,副教授,博士,主要从事地下水流数值模拟方面的研究。E-mail:shixq@nju.edu.cn