有限体积法在土壤重金属污染物渗流规律中的仿真应用

发布时间：2017-10-13 02:27

  本文关键词：有限体积法在土壤重金属污染物渗流规律中的仿真应用

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【摘要】：近年来,随着人口的急剧增加以及工农业的快速发展,土壤重金属污染日益严重,环境污染和生态恶化问题日益严峻,破坏生态的同时更危害到人类健康。数值模拟是解决实际问题的一种有效方法。本文的主要目的是研究土壤水动力学和溶质运移原理对重金属渗流污染的影响,采用有限体积法对重金属污染物运移模型进行数值求解,运用MATLAB语言模拟重金属污染物在土壤中运移的动态过程,通过对计算结果的可视化处理、比较分析,得到的主要结论有:(1)针对液态重金属污染物在土壤中的渗流问题研究得出不同单位贮藏量、渗透系数在给定渗流场下的水头、渗流量的变化规律,发现单位贮藏量、渗透系数等因素对液态重金属污染物在土壤中的渗流运移都有不同的影响。单位贮存量越小,液态重金属污染物运移速度越快;渗透系数越小,液态重金属污染物速度越慢;反之亦然。(2)研究重金属污染物在不同土壤密度、分配系数、土壤含水量、对流速度、弥散速度下的浓度变化规律,发现土壤密度、分配系数、土壤含水量、对流速度和弥散速度对土壤中重金属污染物的渗流迁移都有不同的影响。在相同的时间内,对流速度越大,重金属污染物运移范围越广;弥散速度越大,重金属污染物运移范围越广;土壤含水率越大,重金属污染物运移范围越广;分配系数越大,重金属在土壤中运移距离越小;土壤密度越大,重金属运移范围越小;反之亦然。在发生重金属污染泄露事件时,上述研究可为重金属污染物渗流的控制、事件的进一步发展和更大范围的污染预测、评价、决策提供理论指导,具有深远的现实意义。
【关键词】：有限体积法 渗流 重金属污染物 数值模拟
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53;O241.82
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 土壤重金属研究13-16
• 1.2.1 重金属污染物的来源13-14
• 1.2.2 重金属污染的危害14
• 1.2.3 重金属污染的治理14-15
• 1.2.4 土壤溶质运移与数值模拟方法研究现状15-16
• 1.3 本文的主要内容16-17
• 1.4 本章小结17-18
• 第2章 有限体积法的基本原理18-22
• 2.1 引言18
• 2.2 有限体积法基本思想18
• 2.3 有限体积法控制体与网格划分18
• 2.4 二维问题的离散方程18-21
• 2.4.1 二维问题控制方程18-19
• 2.4.2 二维问题控制体积19
• 2.4.3 二维问题控制方程的积分19-21
• 2.5 本章小结21-22
• 第3章 非饱和土壤水分入渗的有限体积法数值模型22-26
• 3.1 土壤水分运移的基本理论22-23
• 3.1.1 土壤含水率22-23
• 3.1.2 土壤密度23
• 3.1.3 弥散系数23
• 3.2 土壤水分运移的数学模型23
• 3.3 有限体积法数值模型23-25
• 3.4 本章小结25-26
• 第4章 重金属污染物渗流微分方程与有限体积法数值模型26-36
• 4.1 重金属污染物在土壤中运移的影响因素分析26
• 4.2 液态重金属污染物运移有限体积法数值模型26-29
• 4.2.1 数学模型26-27
• 4.2.2 控制方程的积分27-28
• 4.2.3 定解条件的离散28-29
• 4.2.4 渗流量计算29
• 4.3 重金属污染物在饱和土壤中运移有限体积法数值模型29-31
• 4.3.1 数学模型29-30
• 4.3.2 控制方程的积分30-31
• 4.4 重金属污染物在非饱和土壤中运移有限体积法数值模型31-34
• 4.4.1 数学模型31-32
• 4.4.2 控制方程的积分32-34
• 4.5 定解条件34
• 4.5.1 初始条件34
• 4.5.2 边界条件34
• 4.6 本章小结34-36
• 第5章 模拟仿真36-48
• 5.1 液态重金属污染物在土壤中渗流运移的数字仿真36-39
• 5.2 重金属污染物在饱和土壤中运移的数字仿真39-47
• 5.3 本章小结47-48
• 第6章 总结与展望48-50
• 6.1 总结48
• 6.2 展望48-50
• 参考文献50-54
• 附作者攻读学位期间的科研成果54-56
• 致谢56

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘群;孙萍;罗振东;;二维土壤溶质输运方程的有限体积元格式[J];计算数学;2012年01期

2 管英柱;;单点源滴灌条件下土壤渗流规律研究[J];现代农业科技;2011年15期

3 张林;吴普特;范兴科;;多点源滴灌条件下土壤水分运动的数值模拟[J];农业工程学报;2010年09期

4 李阳贵;王礼广;魏华垎;肖仁成;;非定常渗流计算的移动网格方法[J];南华大学学报(自然科学版);2010年01期

5 覃邦余;黄汉明;李小勇;;影响污染物在土壤中运移的因素分析[J];科技信息(学术研究);2008年34期

6 吕岁菊;乔英;刘国林;;一维非饱和土壤溶质运移的有限体积法数值模拟[J];水土保持研究;2008年04期

7 吴瑞娟;金卫根;邱峰芳;;土壤重金属污染的生物修复[J];安徽农业科学;2008年07期

8 王丽平;章明奎;;不同来源重金属污染土壤中重金属的释放行为[J];环境科学研究;2007年04期

9 贾学萍;;土壤重金属污染的来源及改良措施[J];现代农业科技;2007年09期

10 黄琳;蔡鲁晟;贾莹;;我国环境中有害重金属的来源与分布及防治对策[J];科技情报开发与经济;2007年07期

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本文编号：1022325