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随着人类工业化进程的推进,环境污染尤其是地下水污染日益加重,对环境包括地下水的研究与保护成为全球关注的问题。地下水作为人类饮用水的主要来源,其污染会对人体健康造成严重威胁。有机污染物作为主要地下水污染物按污染质运移的物理特性分类,则可分为轻非水相液体污染物(Light Non-AqueousPhase Liquids,简称LNAPLs)、重非水相液体污染物(Dense Non-Aqueous PhaseLiquids,简称DNAPLs)。在有机污染物中,DNAPLs具有密度大、黏滞性低、极难溶于水等特点,并且具有潜在的致癌和致突变特性,在自然界中不易分解。DNAPLs进入地下环境后,因运移范围广、对环境质量和人类健康危害大,迁移转化过程复杂,治理修复难等原因,以及不断加剧的水资源危机和一系列的DNAPLs污染事件,使得国内外环境水文地质学家更加重视DNAPLs在地下介质中的运移规律的研究。 在之前的研究中,DNAPLs的迁移主要是在均质和非均质透镜体的含水层中,综合考虑饱和带中DNAPLs在随机非均质中运移和不规则的透镜体的研究比较少;并且实验及模拟多为一维、二维,对三维情况下DNAPLs的迁移和分布研究较少。本文将建立二维饱和带中DNAPLs在非均质各向异性介质中运移的多相流模型,并在饱和带中加入不规则透镜体,结合已有理论,对DNAPLs在非均质介质的迁移分布规律作一定的分析。 具体研究成果包括以下几个方面: 1.总结了目前国内外地下水污染现状,并对有机污染中的重非水相污染做了重点介绍;同时总结了国内外对DNAPL的研究现状。 2.运用多相流数值模拟软件T2VOC建立饱和带的模型,设置三种不同情景的渗透率随机场,并对不加入透镜体以及添加透镜体的四种情况分布进行模拟,对模拟结果进行DNAPL饱和度空间矩计算并且绘制饱和度随时间变化图。 3.DNAPL饱和度空间矩计算表明加入透镜体后对DNAPL的迁移起到阻滞的作用,但是DNAPL仍然会缓慢的向透镜体内迁移,迁移路径与透镜体的形状、水流方向以及DNAPL饱和度分布有关。综合渗透率场的空间变异性和透镜体两个因素,两者对DNAPL的迁移影响有所不同,渗透率场的空间变异性主要影响DAPL质心的波动范围以及DAPL的展布范围;透镜体的加入主要影响DNAPL质心的位置。