含单裂隙非饱和带中轻非水相流体修复的数值模拟

发布时间：2024-02-17 08:29

　　针对非饱和带中油类污染物时空分布的研究,室内实验很难定量分析运移机理,野外检测成本高且破坏地层。数值模拟法作为一种应用广且成熟的方法,可以用来分析油类污染物在非饱和带中的运移规律。为了研究单井抽提及原位冲洗修复时,含单裂隙非饱和带中轻非水相流体(Light non-aqueous phase liquids,LNAPL)的时空变化规律,建立了数值模型,分析不同条件下LNAPL的修复效果及时空变化规律。模拟结果发现,LNAPL注入时优先流入裂隙,停止注入时优先流出裂隙。单井抽提修复模拟表明,抽提流量越大,修复效率越高。原位冲洗技术能有效补充地下水,防止产生新的环境问题;注水井起到"冲洗"及稀释污染物的作用,模拟最优方案修复面积达到96%,修复率达到75%,LNAPL饱和度控制在约0.05;对比分析发现,注水井布设在污染物范围的上边界时修复效果最好,能有效"冲洗"污染物并携带至抽提井中抽出地表。该研究为受轻油污染的土壤及地下水修复提供了科学的理论依据及有效的评估方法。

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【部分图文】：

图1网格剖分图

本文采用TOUGH2软件的T2VOC模块建立二维数值模型，模型网格按X、Z方向剖分，模拟区域有效网格长30cm，高40cm，模型网格剖分见图1。网格为不均匀剖分，X方向剖分规则为:-0.5～0和30.0～30.5为左右隔水边界;0～14和16～30分别平分为7个长度为2cm....

图2LNAPL注入时饱和度变化图像

LNAPL在模拟的第50min到达饱水带，之后停止注入，由于密度比水小，LNAPL漂浮在饱水带表面，不断聚集，LNAPL停止注入后的迁移图像见图3。从图中看出，LNAPL停止注入后，裂隙中LNAPL饱和度相比两侧基质中的LNAPL饱和度小，停止注入20min时，裂隙中LNAP....

图3LNAPL停止注入后饱和度变化图像

图2LNAPL注入时饱和度变化图像LNAPL在饱水带聚集一定量后，由于重力作用，继续向下运移，饱水带水面向下凹陷，中间凹陷比两侧大，这主要是因为，LNAPL通过中间的裂隙首先达到饱水带，并大量聚集，中间聚集的LNAPL较两侧多，因此会形成图3中所示的中间凹陷较多的情形。LNAP....

图6不同井深下LNAPL饱和度随时间变化图像

原位冲洗技术既弥补了单井抽提影响半径过小的问题，又补充地下水，防止水位下降过多的问题，是较为理想的清除LNAPL污染的方法。注水井的布设尤其重要，为此建立相关模型研究注水井布设位置对原位冲洗法修复效率的影响。设计方案如图7所示，抽提井真空泵长度均为2cm，位于横向中间位置，竖直....

本文编号：3901091