酸性矿井水对地下水污染规律的数值模拟研究

论文摘要

本文基于前人研究的成果深入探讨了酸性矿井水的基本特性、影响酸性矿井水在地下水环境系统中运移的主要因素以及运移机理。以多孔介质溶质运移理论为基础,在综合考虑对流扩散、吸附解吸、生物降解条件下建立了酸性矿井水在地下水中运移的耦合动力学数学模型,采用Galerkin有限元方法对耦合模型进行了离散,通过土柱实验确定模型的参数,应用地下水模拟软件对酸性矿井水在地下水中的迁移的动态过程进行了模拟,预测了污染浓度的时空分布特征,并结合实际观测数据进行对比分析,通过算例进行模型参数灵敏度分析。本文的研究对预测预报酸性矿井水迁移归宿、评价环境质量、资源化利用以及环境污染的治理与控制等具有重要的理论意义和现实意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.2 国内外关于酸性矿井水的研究现状
• 1.2.1 酸性矿井水的生态环境效应研究
• 1.2.2 酸性矿井水在地下水环境中迁移理论的研究
• 1.2.3 酸性矿井水运移模型研究的发展与应用概况
• 1.2.4 酸性矿井水演化的水文地球化学模拟
• 1.2.5 酸性矿井水的工程治理途径
• 1.3 本文主要内容
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 工作方法
• 1.3.4 技术路线
• 2. 酸性矿井水的产生机理
• 2.1 酸性矿井水的来源
• 2.2 酸性矿井水产生机理
• 2.2.1 酸性矿井水形成的一般过程
• 2.2.2 酸性矿井水形成的化学作用
• 2.2.3 影响酸性矿井水形成的主要因素
• 2.3 酸性矿井水的水质特征及危害
• 2.3.1 酸性矿井水的水质特征
• 2.3.2 酸性矿井水对生态环境的影响
• 3. 酸性矿井水动态淋滤实验
• 3.1 实验装置简介
• 3.2 酸性矿井水淋滤实验
• 3.2.1 淋滤液的配制
• 3.2.2 水质分析方法
• 3.2.3 实验数据处理
• 3.2.4 实验结果分析
• 4. 酸性矿井水在地下水环境中迁移的数学模型
• 4.1 酸性矿井水在地下水环境中的迁移机理
• 4.1.1 酸性矿井水在地下水环境中的迁移机理
• 4.1.2 影响酸性矿井水迁移转化的因素
• 4.2 酸性矿井水在地下水环境中迁移的数学模型
• 4.2.1 水流运动方程
• 4.2.2 水流连续性方程
• 4.2.3 溶质迁移方程
• 4.2.4 定解条件
• 4.2.5 数学模型的解法
• 5. 酸性矿井水在地下水环境中迁移的数值模拟
• 5.1 模拟研究区域
• 5.2 模型参数的确定
• 5.3 数值模拟结果分析
• 5.4 模型参数的灵敏性分析
• 6. 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 进一步要解决的问题
• 攻读硕士学位期间参与科研项目及撰写论文情况
• 致谢
• 参考文献