面向修复的裂隙岩溶含水层溶质运移模拟——以南方某工业污染场地为例

作     者：张丝诺 

作者单位：中国地质大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：蔡绪贻;张震

授予年度：2021年

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：裂隙岩溶含水层 污染修复 基质扩散 裂隙流道(channel)和滞水区(stagnant water zone) 

摘      要：裂隙基质扩散和裂隙滞水区二次扩散是阻碍裂隙岩溶含水层污染有效修复的两个关键物理机理。本研究以实际修复问题为背景,采用动态储存模型模拟裂隙流道和滞水区的溶质运移,建立了动态储存和裂隙基质扩散耦合半解析溶质运移模型,通过模拟定量评估了多个修复方案的修复效率,获得有效修复裂隙岩溶含水层的策略。论文还通过理论分析,获得了关于瞬时点源动态储存模型储存区浓度,连续源动态储存模型主流区及储存区浓度,质量交换临界时间和临界坐标,主流区和储存区质量交换通量,以及复杂条件下基质扩散模型等的解析解。主要结论如下:(1)使用直线图解法,河流水团示踪法及动态储存模型对两组示踪穿透曲线进行解译,结果表明示踪剂在裂隙岩溶含水层中运移存在多条选择性的流径,每条相对独立的流径也具有不同的水力参数。(2)十年截流抽水修复措施的模拟结果表明,裂隙岩溶含水层中由于基质扩散作用的存在,单一的抽出处理修复措施效率不高,甚至导致污染物入侵岩石基质,后续修复难度加大。(3)裂隙-基质扩散模型对场地修复方案的模拟结果表明,抽出处理与原位近源添加药剂化学修复相结合,有助于降低裂隙中的污染物浓度,抑制基质扩散作用,能有效提高修复效率。(4)在裂隙岩溶含水层的修复方案设计时,必须考虑防止反弹的相应措施。(5)在裂隙岩溶含水层中的修复中,应坚持污染源治理策略。