海州矿淋滤液对地下水污染的数值模拟研究

论文摘要

为了指导矿区地下水污染的控制与治理,为国家矿山地质公园人工湖的建立提供依据,需要研究污染物在地下水中污染规律及其污染特征。在对辽宁省阜新市海州露天矿地质、水文资料调查和排土场土样及地下水水样进行的监测、相对应的污染程度评价下,通过实验室静态淋滤实验,由矿坑内地下水浓度推导出排土场地下水浓度。在综合考虑对流、弥散、吸附解吸及存在源汇项的条件下建立淋滤液在地下水中迁移的动力学数学模型,采用有限差分的方法对模型进行了数值求解,结合该地区边界条件,对污染物在地下水中的运输迁移进行了数值模拟,得出了污染物在地下水中迁移扩散的规律及其污染特征。最后对露天矿淋滤液对地下水污染问题提出了治理措施。本文的工作对于弄清淋滤液对地下水污染的机理以及进行地下水质预测方面具有重要的理论意义和实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.2 露天淋滤液对地下水污染的国内外研究现状
• 1.2.1 露天淋滤液对地下水污染的研究现状
• 1.2.2 研究中存在的问题和未来发展趋势
• 1.3 主要研究内容及方法
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 技术路线
• 2 研究区域环境状况
• 2.1 自然地理概况
• 2.2 社会经济状况
• 2.3 水文地质现状
• 3 海州露天矿土壤和地下水污染特征及程度分析
• 3.1 评价方法的选择
• 3.2 海州露天矿土壤污染程度评价
• 3.2.1 土壤评价因子的选择
• 3.2.2 海州露天矿土壤污染程度评价结果
• 3.3 海州露天矿地下水水质评价
• 3.3.1 海州矿地下水评价因子的选择
• 3.3.2 地下水单因子评价方法及结果分析
• 4 淋滤液对地下水污染的动力学模型及求解方法
• 4.1 淋滤液污染地下水的机理
• 4.1.1 含水层简化
• 4.1.2 溶质对流
• 4.1.3 水动力弥散
• 4.1.4 介质对溶质的吸附和离子交换
• 4.1.5 衰变或生物降解
• 4.2 淋滤液在地下水中迁移的动力学数学模型
• 4.2.1 地下水流动控制方程
• 4.2.2 淋滤液在地下水中迁移的二维控制方程
• 4.3 定解条件的确定
• 4.4 模型的有限差分解法
• 4.4.1 地下水流动控制方程及定解条件的有限差分离散
• 4.4.2 淋滤液迁移控制方程及定解条件的有限差分离散
• 5 海州矿淋滤液对地下水污染规律的数值模拟
• 5.1 排土场地下水浓度的推导
• 5.1.1 土壤样品采集
• 5.1.2 土壤样品预处理
• 5.1.3 静态淋溶实验装置及实验方法
• 5.1.4 排土场地下水浓度的估计
• 5.2 MODFLOW 模拟地下水流动
• 5.3 淋滤液在地下水中迁移模拟
• 5.4 结果分析
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研活动