首页 > 学术论文

原子能院地区地下水中~3H浓度分布的数值模拟研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 14:03:29
热度:

原子能院地区地下水中~3H浓度分布的数值模拟研究【摘要】:本文主要研究了原子能院两侧宽5km、下游10km的区域上包气带和潜水层中的人工放射性核素~3H迁移的浓度的时空分布。使用美

【摘要】: 本文主要研究了原子能院两侧宽5km、下游10km的区域上包气带和潜水层中的人工放射性核素~3H迁移的浓度的时空分布。使用美国国家橡树岭实验室开发的FEMWATER/FEMWASTE程序对模型求解,并根据该区现场的试验资料或与该区介质特性相似的文献资料来选取程序的计算参数。FEMWATER的水流方程主要是Richards方程式及其改进形式;FEMWASTE的溶质运移机制有对流、水力学弥散和分子扩散、放射性衰变、吸附、源汇、生物降解,在计算时加进区域质量平衡,还可处理含水层多层之间的渗透问题。该程序采用迦辽金有限元法求解,在时间、空间、初始条件、源汇、边界的处理上具有很大的灵活性。 在对研究区进行矩形剖分的基础上,分别采用一维柱渗透模型和二维水平模型来模拟~3H穿透包气带和在潜水层中的迁移过程,并根据该区域的水文地质条件、水位和浓度的监测资料等来设置模型的边界和初始条件。假设~3H以某个浓度进入,分别计算了包气带和潜水层中各个时间点和各个节点的浓度值。然后将包气带的计算结果绘制成浓度穿透曲线和沿程分布曲线,将潜水层的计算结果绘制成区域的相对浓度等值线图。在这些分布图的基础上,对~3H在包气带和潜水层的迁移行为进行了分析。 模拟结果表明,该区内包气带~3H随水下渗的速度很小,为0.001 m/d,流速分布均匀,仅有一小段层面上有溶质的上下运动,方向基本一致。潜水层内流场基本由北偏南流动,流速为1~10m/d,等水位线由西北至东南等间隔均匀下降。 ~3H相对浓度分布图的分析表明,~3H在包气带中的迁移分为三个阶段,第一阶段是穿透阶段,浓度随距地面的深度增加而减小,在计算开始后的第840天穿透包气带底层;第二阶段是均衡阶段,~3H的浓度分布趋于均衡,不同深度上的浓度值相差变小;第三阶段~3H在底部沉积,这时底部的零通量边界不再适用。 ~3H在潜水层中随着水流向下游的迁移,分别模拟了点源、线源、面源三种不同的情况。结果都显示相对浓度在纵向上变化明显,横向上变化不大,这是由于纵向弥散系数比横向弥散系数大得多。并且从模拟的区域上看,~3H的迁移基本限于大石河的东侧,出现明显的~3H浓度的狭长带。当初始浓度相同时,源的形状不同,引起的迁移的快慢也不同,范围也有所差异。 【关键词】:★包气带 潜水层 FEMWATER/FEMWASTE程序 ~3H的相对浓度
【学位授予单位】:中国原子能科学研究院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TL7;P641
【目录】:
  • 摘要4-5
  • ABSTRACT5-7
  • 1.引言7-14
  • 1.1 研究目的和意义7-8
  • 1.2 研究现状8-13
  • 1.2.1 水分运移和溶质运移的研究现状8-10
  • 1.2.2 数值模拟的研究现状10-13
  • 1.3 主要研究内容13
  • 1.4 主要研究结果13-14
  • 2.溶质在包气带和含水层中迁移的数学模拟14-28
  • 2.1 土壤孔隙中地下水的储存状态及运动14-16
  • 2.1.1 储存状态14-15
  • 2.1.2 土壤含水量及土水势15
  • 2.1.3 地下水运动的基本特征15-16
  • 2.2 污染物在地下水中的迁移转化16-20
  • 2.2.1 多孔介质16-17
  • 2.2.2 溶质的对流17-18
  • 2.2.3 弥散作用18-19
  • 2.2.4 去除作用19-20
  • 2.3 地下水流动方程20-23
  • 2.3.1 地下水流动的微分方程20-23
  • 2.4 污染物的迁移方程23-25
  • 2.4.1 基本方程23-24
  • 2.4.2 考虑除去作用的迁移方程24
  • 2.4.3 定解条件24-25
  • 2.5 计算程序与有限元方法25-28
  • 2.5.1 FEMWATER/FEMWASTE程序特征25-26
  • 2.5.2 有限元法26-28
  • 3.研究区水文地质条件和参数28-32
  • 3.1 地形、地貌和地层28
  • 3.2 水文地质条件28-29
  • 3.3 地下水的补给、径流和排泄29
  • 3.4 地下水动态特征29-30
  • 3.5 水文地质参数30-32
  • 4.模型和计算参数32-41
  • 4.1 ~3H在包气带中的渗透32-36
  • 4.1.1 包气带的流场计算32-34
  • 4.1.2 包气带的浓度计算34-36
  • 4.2 ~3H在潜水层中的迁移36-41
  • 4.2.1 潜水层的流场计算36-39
  • 4.2.2 潜水层的浓度计算39-41
  • 5.计算结果与分析41-57
  • 5.1 包气带浓度分布41-45
  • 5.2 潜水层中浓度分布45-54
  • 5.2.1 线源模拟的浓度分布46-50
  • 5.2.2 点源模拟的浓度分布50-53
  • 5.2.3 面源模拟的浓度分布53-54
  • 5.3 小结和讨论54-57
  • 参考文献57-60
  • 致谢60


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

黄土包气带土壤水动力弥散系数的测定研究    程金茹,郭择德

地下水及溶质运移数值模拟系统    林丽蓉,唐仲华

黄土包气带中放射性核素迁移的现场试验    郭择德,王志明,李书绅,姜钢,黄庆春,杨端节,田中忠夫,向井雅之,神山秀雄

天然条件下~3H在黄土包气带中的迁移    王志明,郭择德,李书绅,王金生,杨月娥

核素迁移现场试验的辐射环境影响评价    郭择德,韩景印,王志明,韩变莲,金晓娟,闫玉奎

黄土包气带土壤水特征曲线研究    郭择德,程金茹,邓安,向井雅之,神山秀雄

由MODFLOW浅谈地下水流数值模拟软件的发展趋势    吴剑锋,朱学愚

半干旱地区包气带浅部黄土中水分运移特征    王志明,郭择德,李明香

北京市浅层地下水资源评价及开发利用    田宁宁,张海燕,王凯军,侯景岩

放射性核素迁移研究的现状(续)    杨明太;

非平衡态热力学在核素迁移行为研究中的应用    宋艳丽,王玉平,李前名

铜离子在饱水细砂中的吸附研究    李铎;周亚红;方晓峰;

饱和土壤与河流底泥水动力弥散研究    侯永侠;杨继松;陈红亮;宋雪英;胡晓钧;李玉双;

地下水动态预测模型研究    董建明;刘明柱;刘方圆;丁素玲;

基于MPI的地下水数值模拟并行算法研究    黄林显;邵景力;崔亚莉;李玲;程汤培;

管沟渗水下的黄土地基水分场数值分析    王铁行;罗扬;任海波;

FEFLOW在模拟大区域地下水流中的特点    林坜;杨峰;崔亚莉;邵景力;

模糊均生函数残差模型在地下水数值模拟降水量预报中的应用    肖长来,梁秀娟,安刚

辽河油田地下水资源管理决策支持系统的设计    张芳;卞建民;汤洁;刘凤英;赵军海;封灵;

地下饮用水水源保护区划分三维渗流与溶质运移耦合数值模型    骆祖江;曾峰;郭华;吴刚;

多元结构堤基半封闭式防渗墙概化模型研究    罗玉龙;彭华;

工业污染源对区域地下水的影响研究    严瑞平;张新华;李能川;龙吉平;

放射性核素迁移研究的现状    杨明太;

西北地区气候变化与同期气象场异常的关系    陶健红;吴洪宝;

基于智能算法推求Van Genuchten方程的参数    廖林仙;邵孝侯;徐俊增;

基于MODFLOW渗流分析的景观湖防渗方案优化研究    张彬;李亚玲;崔亦浩;毕明宇;

青岛市大沽河地下水水源地应急能力分析    薛伟;徐映雪;羊艳;

基于高斯统计方法的地下水空间参数场参数率定    柏睿;黄跃飞;尹冬勤;王光谦;

密度锁内水力特性的研究    谷海峰

压实黄土增湿变形的非饱和土力学研究    赵彦旭

讨赖河流域水资源演变及其合理配置研究    王雄师

滇中红层地下水富集规律及开发利用研究    朱春林

地下水流动数值模拟的高效并行计算研究    程汤培

鲁西南煤炭化工经济区地质环境脆弱性研究    冯克印

下辽河平原地下水水质实时预报模型研究    杜超

重金属Cr(Ⅵ)迁移模型及健康风险动态评价预警研究    王振兴

浑善达克沙地GSPAC系统水汽热运移及能量平衡    刘艳伟

干旱、半干旱复杂矿区水资源系统优化配置及综合利用    董书宁

矿井地下水流场数值模拟及其应用研究    胡艳卉

污染场地有机污染物迁移转化规律及其含水层系统天然净化能力研究    曹红

湘北桤木人工林土壤水分动态及影响因素研究    胡孔飞

浑水渗流作用下尾矿坝稳定性分析    金佳旭

涉县大型岩溶区域地下水开发利用研究    赵亮

北京顺义地区典型农田土壤水分特征曲线和氮素分布测定与分析    张自军

基于Visual MODFLOW的邯郸县浅层地下水量评价研究    康敏娟

城镇化对地下水影响数值模拟    谭雪清

个旧锡矿高峰山矿段开采期渗流场数值模拟及涌水量预测    李赛

昆明地热田Ⅱ块段地下热水系统渗流场的数值模拟及应用分析    柳清峰

模拟退火算法反演水文地质参数算例研究    魏连伟,邵景力,张建立,崔亚莉

大亚湾核电站处置场近场介质对核素的吸附性研究    李祯堂,王辉,游志均

土壤中核素迁移实验示踪核素活度分布的直接测定    金月如,张秀珍,马如维,樊耀国,毛永,夏晓彬,韩月琴,郭彩萍

花岗岩裂隙水推荐配方可行性研究    谷存礼,刘秀珍,范智文,崔安熙,张津生

放射性核素在地下介质中迁移机理与模型研究    马腾,王焰新

偏微分方程数值解法在地学应用中的对比分析    张宏仁;

低中水平放射性废物浅地层处置安全评价方法研究    李书绅,王志明,郭择德,李祯堂,赵英杰,李盛芳,神山秀雄,山本忠利,武部慎一,小川弘道,田中忠夫,向井雅之

黄土包气带中放射性核素迁移的现场试验    郭择德,王志明,李书绅,姜钢,黄庆春,杨端节,田中忠夫,向井雅之,神山秀雄

黄土包气带中核素二维迁移的试验研究    张秀珍,金月如,马如维,樊耀国,韩月琴,夏晓斌,毛永,郭彩萍,胡遵素,田中忠夫,向井雅之

黄土包气带中核素迁移的直接测定    金月如,马如维,樊耀国,郭择德,张秀珍,夏晓彬,毛永,韩月琴,胡遵素,神山秀雄,下冈谦司

半导体分析    石割修一;陈鸿铿;

绝热固定床吸附动力学的研究    祝立群,凃晋林,施亚钧

氮离子注入金属表面的硬度研究    张建华,屈世显,倪振文

固、液系机械搅拌槽中颗粒悬浮特性的研究    陈道芳;徐雷兴;陈甘棠;戎顺熙;

上海市NO_x分布状况及其影响因素    乐致威,方馥,陈立民

静电收集理论的研究——静电除尘器中流速及浓度分布的实验研究    肖福春;张国权;

多组份加氢催化剂中TiO_2的竞争吸附效应    王玉林;洪定一;李日初;

电算球形催化剂颗粒内等温反应(Ⅰ)——把靶法    邹策千,段国俊,段毅文,陈丽萍

太阳池的盐浓度分布及其动态仿真    潘涛,严邦宁周科

从浓度分布评价填料塔性能    唐忠利,刘春江,陈江波,王广全,袁希钢,余国琮

基于潜水层研究钻孔应力-应变对降雨的响应    陆明勇;牛安福;张凌空;刘天海;高福旺;

高温充氚不锈钢样品中氚浓度分布    陈长安;倪然夫;武胜;

铝和硅对含磷TRIP钢力学性能的影响    李麟;B.C.De Cooman;P.Wollants;胡心彬;何燕霖;朱晓东;

浅水环境中含污染物横向射流三维浓度分布特性研究    樊靖郁;张燕;王道增;

步进梁式板坯加热炉内流场和温度场的数值模拟    张富;庞晓梅;黄国华;段建高;邢桂菊;

药物洗脱支架药物释放率对冠脉血管内药物浓度分布影响的数值研究    郭萌;蒋文涛;樊瑜波;郑廷辉;陈君楷;

热敏物系精馏流程优化    罗铭芳;徐世民;田玉峰;高晓凡;李鑫钢;

武钢工业区大气中SO_2浓度分布预测研究    魏华;王鹏程;周志翔;肖荣波;叶贞清;郭尔祥;

冬季钱塘江流域HAAs的分析研究    陈萍萍;张建英;

旋风器内颗粒浓度分布的理论模型    赵兵涛;张建民;苏亚欣;

给塔里木盆地做“CT”    刘宏鹏

新词·新景·新生活    红涛 本报记者 李连印 解丽达

“逮住”居民区中的肮脏空气    段佳

十二局集团二公司北京地铁施工有“方”    通讯员 周广宽 李恩宽

步入“亲铜时代”    本报记者 文越

塔克拉玛干沙漠有“凝结水”    郗永年

做一个中国百姓的好医生    记者 刘涛 苏永新

中意合作项目在兰顺利实施    刘秋磊

查哈阳农场水稻控灌技术亩节水350立方米    贾昊 杜玉霞

小化疗、大中药治疗肿瘤有害无益    周英杰

沉降性浆体速度与浓度分布耦合模型及迁移速度研究    张士林

原油碳源微生物提高原油采收率机理    景贵成

多元非理想物系传质过程研究    王维德

中国海域中二甲基亚砜的生物地球化学研究    杨洁

PTV技术和颗粒三维运动规律的研究    禹明忠

轴对称约束条件下可燃气云爆燃强度研究    杨国刚

膜吸收过程传质性能的研究    高坚

膜吸收过程传质行为的模型化研究    陈庚

气液系统移动界面传质现象研究    郭莹

气液界面传质机理与强化    高习群

原子能院地区地下水中~3H浓度分布的数值模拟研究    陈超

黄土潜水层深井降水计算模型及黑河少陵塬隧洞的降水分析    康婷

高河电厂对地下水环境影响的数值模拟研究    朱君

立体传质塔板CTST罩内外浓度分布及传质性能的研究    刘启东

同流环境中废水排放及水环境容量计算方法研究    魏小华

水平管内液固循环流化床流动特性研究    胡金刚

汽车排放CO的植物净化研究    闰凌君

青岛近海秋冬季生物气溶胶分布特征研究    刘苗苗

太阳池形成机理的数值模拟与实验研究    李志强

管内液固循环流化床流动特性研究    刘俊杰