不确定性条件下地下水多相污染物传输模拟研究

论文摘要

随着石油工业的快速发展,石油泄露造成的地下污染问题变得日益严重。如何对地下水污染物的迁移转化进行模拟预测成为解决地下污染问题的关键。本文基于多相数值模拟系统,通过集成蒙特卡洛模拟、多元回归方法和模糊转换方法,分别开发了替代统计模型（foxy stochastic modeling system,简称FSMS）和模糊参数随机模型（fuzzy-parameterized stochastic modeling system,简称FPSMS）,有效地处理输入参数的不确定性问题,最终模拟不确定性条件下土壤地下水中LNAPL的传输过程和结果。本文采用实验室条件下的LNAPL泄漏作为研究实例,分别选择孔隙度和固有渗透率对数作为模拟模型的两个输入参数,来考察方法的实用性。研究结果表明,FSMS和FPSMS可用来评估复杂不确定性条件下的输入对地下水多相流模型输出结果的影响,为石油污染地区的风险评价和修复设计提供了较好的依据。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景与意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内地下水污染模拟研究现状
• 1.2.2 国外土壤地下水污染模拟研究现状
• 1.2.3 国外土壤地下水污染不确定性模拟研究现状
• 1.2.4 目前土壤地下水污染模拟研究所面临的问题
• 1.3 主要研究内容和创新点
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 预计研究成果与创新
• 第二章 土壤地下水污染模拟基本问题探讨
• 2.1 基本概念
• 2.1.1 多相多组分系统
• 2.1.2 参数识别
• 2.2 基本模型方程
• 2.2.1 质量平衡方程
• 2.2.2 本构关系
• 第三章 数值模拟软件NAPL-Simulator介绍
• 3.1 基本变量
• 3.2 时间离散
• 3.3 初始条件
• 3.4 边界条件
• 3.5 交换变量
• 3.6 迭代过程
• 3.7 本章小结
• 第四章 数值替代统计模型FSMS
• 4.1 研究方法
• 4.1.1 多元线性回归法
• 4.1.2 蒙特卡罗模拟
• 4.2 FSMS模型建立
• 4.3 实例研究
• 4.3.1 例子描述
• 4.3.2 数值模型输入参数设定
• 4.3.3 替代模型输入参数设定
• 4.3.4 结果分析
• 4.4 敏感性分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 双重不确定性条件下地下水污染物传输模拟
• 5.1 研究方法
• 5.1.1 不确定性研究方法
• 5.1.2 模糊转换方法
• 5.1.3 蒙特卡洛模拟
• 5.1.4 模糊参数的随机模拟系统
• 5.2 实例研究
• 5.2.1 例子描述
• 5.2.2 双重不确定性参数的设定
• 5.2.3 结果分析
• 5.2.4 结果讨论
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论及展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学校期间发表的学术论文和参加科研情况
• 发表论文情况
• 参加科研项目情况