花岗岩矿区粉尘大气—陆域—近海水域大尺度耦合输运结构分析

发布时间：2017-05-13 10:18

  本文关键词：花岗岩矿区粉尘大气—陆域—近海水域大尺度耦合输运结构分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：花岗岩开采时会产生大量的岩石碎屑和粉尘,特别是在沿海地区,粉尘随大气、水体环境输运介质迁移扩散,影响范围大。为控制沿海花岗岩矿区粉尘对环境系统的影响,本论文以荣成中磊石材有限公司花岗岩矿区粉尘扩散控制为研究对象,参考国内外文献,并结合矿区实际情况,分析了花岗岩开采过程中粉尘源溢出粉尘的特性及浓度空间分布。通过追踪粉尘在大气、陆域及近海水域中的输运路径和扩散特征,研究粉尘在大气、陆域及近海水域中的大尺度耦合输运结构,并构建可控的粉尘输运模式,探讨粉尘污染扩散控制措施。论文研究成果显示,荣成中磊石材有限公司花岗岩矿区粉尘在大气中的输运扩散主要受N-S、S-N风向的大气输运工况控制。稳定性悬浮颗粒的输运尺度可达到50km以上,影响区域广阔。在东南亚季风季节,可被季风输运到更远的区域。非稳定性悬浮颗粒则主要沉降在矿区开采面附近局部区域,其沉降范围尺度约在100-200m之间。在降雨期,局部区域沉积分成随雨水地表径流低地势向近海水域输运。论文研究构建了3条截流沟截流雨水径流,有组织地汇集、输运含尘雨水径流,并输运到雨水径流处理站,经处理后排入近海水域水体中。处理后的雨水径流通过海床底的喷口以浮射流方式泄入近海水域,以促进径流淡水与海水的混合和径流中残留粉尘在海水中的稀释扩散,减小淡-海水密度差引起的浮力对海水混合扩散过程的影响。计算成果显示,处理排海的雨水径流泄流喷嘴直径d=200m-300m,喷口流速v=3.8m/s,能基本保证浮射上升的淡-海水混合水密度接近于海水密度,浮射流过流断面最大密度与平均浓度差在允许范围内。论文研究对山东荣成中磊石材有限公司花岗岩矿区大气-陆域-近海水域耦合输运粉尘衡算成果显示,稳定性悬浮颗粒输出粉尘量为12T/年,单位面积粉尘负荷0.0026g/m2-d,非稳定性悬浮颗粒输出约48T/年,雨水径流处理站沉淀分离出的粉尘约38.9T/年,残余量约4.3T/年,随处理后的雨水径流输入近海水域,随近海环流水域和黄海环流输运至外海。
【关键词】：粉尘大气输运 地表径流 近海水域扩散 耦合结构
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X513;X754
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 论文研究背景10-11
• 1.2 论文研究意义11
• 1.3 国内外研究现状11-15
• 1.3.1 大气环境输运过程研究11-12
• 1.3.2 地表雨水径流累积与冲刷过程研究现状12-13
• 1.3.3 近海输运过程13-15
• 1.4 论文研究目的、内容与技术路线15-17
• 1.4.1 论文研究的目的15
• 1.4.2 论文研究的内容15
• 1.4.3 技术路线15-17
• 第2章 耦合输运系统结构17-25
• 2.1 粉尘源输出过程17
• 2.2 大气输运扩散17-20
• 2.3 陆域地表径流输运20-23
• 2.3.1 地表径流输运过程20-21
• 2.3.2 降雨过程分析21-22
• 2.3.3 地表径流冲刷22-23
• 2.4 近海水域的扩散输运23-25
• 第3章 荣成中磊花岗岩矿区概况及粉尘源输出特征25-32
• 3.1 矿区地理位置25
• 3.2 水文气象25-26
• 3.2.1 水文25
• 3.2.2 气象25-26
• 3.3 地形地貌26-27
• 3.4 矿区开采规模及范围27-29
• 3.5 花岗岩开采方式29-30
• 3.6 开采面粉尘源输出特性30-32
• 3.6.1 粉尘源高度浓度分布30-31
• 3.6.2 开采面粉尘源概化31
• 3.6.3 粉尘输出量31-32
• 第4章 花岗岩矿区大尺度输运结构32-47
• 4.1 大气输运结构32-37
• 4.1.1 稳定性悬浮颗粒输运32-34
• 4.1.2 非稳定性悬浮粉尘输运及沉降34-37
• 4.2 地表径流输运37-42
• 4.2.1 地表径流输运过程37-38
• 4.2.2 径流输运过程控制38-40
• 4.2.3 地表雨水径流处理工程40-42
• 4.3 近海水域混合42-44
• 4.4 大气-陆域-近海水域耦合输运粉尘衡算44-47
• 结论及建议47-49
• 结论47
• 建议47-49
• 致谢49-50
• 参考文献50-52

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