开采条件下的地下水溶质运移规律的研究——以山东济宁漏斗区为例

数值模拟方法是评价地下水资源、模拟地下水水流和溶质运移的主要方法和手段之一。本次研究应用Visual MODFLOW建立了研究区地下水三维水流及溶质运移模型,并应用其中的MODPATH模块模拟了地下水中水质点的运移轨迹,分析了由于过量开采而形成地下水水位降落漏斗后,研究区地下水溶质的运移规律,提出了控制和改善地下水水质的方法。     

地下水地源热泵优化布井的数值模拟研究

为了避免丹阳市滨江新城地下水地源热泵运行期间出现热堆积问题,保证浅层地热能的可持续开发利用,基于地下水渗流与热量运移的原理,通过建立地下水渗流与热量运移三维耦合数值模型,结合丹阳地区未来地下水地源热泵系统的运行工况,准确地模拟预测了丹阳市滨江新城地下温度场在长期运行过程中的热平衡发展趋势。在此基础上,规划设计了两种优化方案,有效避免了地下水地源热泵运行期间出现的热堆积问题。因此,地下水非稳定渗流与热量运移三维耦合数值模型是优化确定浅层地热能地下水地源热泵可持续开发利用方案的有效方法。     

土体固结与溶质运移三维耦合模型

考虑堆场上覆堆积体自重引起的土体固结与溶质运移的耦合效应已成为环境土工领域中的热点问题。在 Biot 固结理论和溶质运移理论相结合的基础上,以孔隙率作为耦合参量,将固结方程与运移方程相联系,考虑土体固结对溶质运移模型参数的影响,建立了溶质在固结变形土体中运移的三维耦合模型。采用多场耦合有限元软件 COMSOL Multiphysics 对模型进行了数值求解。数值模拟结果表明,土体固结变形对溶质运移过程具有较强和持久的阻滞作用,导致溶质运移深度以及污染羽范围的减小,在模拟运移20 a 时,运移距离减小率已高达27．75％,且随着时间的增加而逐渐增大;溶质在水平方向的迁移距离不可忽略,随着横向水力梯度的增大而增大。     

计算机在地质体三维可视化中的运用

计算机技术的不断发展进步,使得在计算机上真实的再现三维图形成为现实。地质体的三维可视化技术其主要分析方法是在掌握地质的形态和属性等各方面特征后,采用基于体模型和面模型方法来建立三维模型。本文主要研究了面模型的实现方法。利用己有的勘探资料和三角剖分技术将层位离散化成三角网格,建立三维地质体块。地质体三维可视化技术的计算机实现方法主要意义在于表达和再现地质体与地质环境,进而辅助工程设计、施工与决策。     

有限差分在垃圾填埋场污染物运移上的应用

随着我国城市化进程的加快,一系列水土环境污染问题随着产生,例如地下沉降、城市垃圾废物处理、工业重金属污染等。本文针对垃圾填埋场污染物泄露的问题,基于Visual Modflow软件,利用三维地下水渗流模型和多组分溶质运移MT3D模型实现污染物在天然渗流场中运移过程的长周期模拟,考虑污染物持续补给以及既有污染物运移情况,观察在污染物运移的过程中污染羽的扩散情况,分析污染物在地下水中时间和空间上的变化规律,为治理污染物泄露提供可行的参考意见。     

基于扩散-渗流机理瓦斯抽采三维模拟研究

根据煤体孔裂隙多重介质特性,分析煤体内瓦斯在基质孔隙和裂隙中不同的运移机理,建立瓦斯流动方程;考虑孔隙压力、吸附膨胀效应对渗透率的综合影响,建立渗透率动态方程;以弹性力学为基础,建立煤体变形控制方程;共同构建能够描述瓦斯扩散-渗流运移机理的耦合模型。以真实煤层赋存参数为例,根据理论模型对COMSOL Multiphysics进行二次开发,建立三维瓦斯抽采模型,模拟研究不同抽采时间下的瓦斯压力、抽采有效半径变化规律;利用压降法进行现场实测考察,现场实测结果与模拟结果基本吻合,验证了扩散-渗流耦合模型及三维数值模拟的可靠性,从而为该矿实际瓦斯抽采工作提供安全可靠的理论技术指导。     

GIS在城市水质污染建模中的应用

在城市环境监测与保护规划和管理中，由于大雨或暴雨引起城市术质污染是城市规划人员关心的问题，本文介绍了用GIS枝术管理城市土地利用数据，估算各种类型地理单元污染输出量和建立水污染评估模型。     

挥发性污染物水气耦合扩散数值模拟

挥发性污染物泄漏进入天然水体造成水污染,因其挥发又造成空气污染。为反映水污染与空气污染的耦合影响,以压缩型VOF算法为基础,根据挥发作用中的双膜理论,利用无量纲亨利常数,建立挥发性污染物水气耦合扩散模型。利用基于非结构网格的高分辨率有界格式,对三氯乙烯和三溴乙烯点源泄漏造成的水、空气污染实现耦合模拟,模拟结果比单相模型计算结果更接近实验值。分析了环境温度和风速对不同无量纲亨利常数污染物在气液交界面上传质过程的影响。     

裂隙岩体渗流溶质运移耦合离散裂隙模型数值计算方法

研究裂隙岩体渗流溶质运移问题对于岩土工程地下水污染物预测控制具有重要意义。基于离散裂隙网络模型,采用实体单元模拟基质岩块、无厚度单元模拟复杂裂隙网络,提出了裂隙岩体渗流溶质运移耦合的三维数值计算方法。针对无反应项和含反应项两种情况,通过算例分析了单裂隙中溶质迁移行为,并与精细模拟方法、解析方法的结果进行对比验证;进一步将该法应用于预测大规模裂隙岩体溶质浓度分布规律及发展趋势,并评价了主要影响因素。结果表明,该法可有效模拟裂隙网络、基质岩块中水分溶质传输行为;由于贯通裂隙网络的优势流影响,溶质羽主要受控于裂隙水的对流作用,出现了高度非均匀分布现象;通过参数敏感性分析发现,相较于岩块基质的扩散作用,裂隙开度产生的对流作用是影响浓度场分布的主控因素。在保证精度的前提下,该法可大幅减小计算量和计算时长,对于解决含复杂裂隙网络岩体渗流传质的三维数值模拟问题具有明显优势。     

数值模拟技术在地浸采铀矿山中的应用

在我国某地浸矿山采区弥散试验的基础上,通过建立三维数学模型,应用Visual MODFLOW软件重点对采区的水动力场与溶质运移过程进行模拟计算与输出,从水位和水质两个方面进行了模型识别与校正,提高了模型的仿真性,反演得出了场区多项水文地质参数,为地浸工艺设评与生产提供了技术支撑。     

灰渣坝抗震稳定性的三维有效应力动力分析

采用三维有效应力动力分析方法 ,分析研究了某灰渣坝在 8度地震作用下的稳定性。分析中同时考虑了坝体的三维特性以及地震荷载作用下孔隙水产生、扩散、消散作用对材料剪切模量和坝体滑动稳定性的影响 ,利用三维有限元程序最终得出灰渣坝不同时期的稳定情况及最危险断面     

大型箱型梁对接焊的三维数值模拟

对大型箱型梁对接焊这一非线性过程进行了三维数值模拟。对采用瞬时固定热源和采用移动线热源这两种加热方式来焊接大型箱型梁进行了对比分析     

A dimensional analysis‐based model for the prediction of nitrogen concentrations in Laborec River,Slovakia

During the past decades, several models that predict the concentration profiles after a discharge of pollutants in a river have been developed. A model that predicts nitrogen concentrations in a river has been developed and is presented in this paper. The developed model that determines nitrogen concentrations in a water stream is based on a dimensional analysis. Fundamentals of the modelling of the pollutant predictions in a water stream consist of a derivation of function dependency from expressed non‐dimension arguments. Non‐dimension arguments are stated from variables, which influence the occurrence of pollutants. The model for the prediction of nitrogen concentrations in water streams has been developed for the Laborec River (eastern Slovakia). The differences between the nitrogen concentrations predicted from developed models and measured concentrations in the river are also discussed here.     

垂直隔离工程控制污染物运移的应用研究

工程实践中， 经常利用各种垂直隔离工程阻止污染物在土壤中的迁移和扩散。本文根据组成材料的性质及施工方法类别划分， 对各种垂直隔离措施作初步小结， 并结合一维溶质运移的对流－扩散方程， 就某化工厂附近ＳＯ２－４ 离子污染地基处理的具体实例进行分析和讨论。     

桩-承台-土共同作用的三维有限元分析

本文用三维弹性有限元法研究了竖向荷载作用下, 群桩基础中桩承台土的共同作用特性, 着重研究了桩顶反力分布、承台分担比及沉降变形随ｓ／ｄ、Ｌ／ｄ及ＥＰ／Ｅｓ 诸因素的变化规律, 并对桩基优化设计途径进行了初步探讨。     

投影寻踪在岩溶水水质分类中的应用

在一个给定的投影指标情形下 ,利用投影寻踪统计方法解决岩溶水水质分类问题。其思路是将高维数据投影到一维空间 ,找到一个能够综合水质指标特征的一维主特征量 ,利用这个简单的主特征量信息区分地下水水质类型。本文还采用遗传算法寻找最优的投影方向 ,同时用投影方向信息研究了各因子对地下水水质的影响水平 ,取得了符合客观实际的分类结果 ,为地下水保护和合理利用提供了决策依据。     

露天矿疏干的数值模拟研究

本文提出了适用于露天矿疏干排水的二维及三维水流模型。模型针对露天矿特有的问题如含水层疏干、边界移动以及剩余水头预测提出了相应的处理方法。模型用于描述元宝山露天煤矿及其周围地区地下水位在疏干阶段的下降情况，计算值与实际观测值吻合良好（平均绝对误差0．33～0．40mm）。     

场所的边界域效应

自然和社会生活中存在着许多边界域现象，边界域是一个空间域，它有利于创造距离美与有节制的建筑，形成边界域的前提是内外对立，中间地带是边界域的表面形式，双重围护与残余空间是形成边界域的手段。     

饱和粘性土地基固结的可靠性设计方法

将概率统计理论引入饱和粘性土地基一维固结问题的分析 ,提出了饱和粘性土地基一维固结概率分析的中心设计系数法 ,该方法用中心设计系数将饱和粘性土地基一维固结可靠性设计与常规设计联系起来。推导了竖向固结系数为伽玛分布时设计系数的计算公式 ,并据此研究了设计系数的变化规律 ;提出了饱和粘性土地基一维固结可靠性设计的一般步骤 ,并用算例说明了该法在实际工程中的应用     

水质模型及其应用研究进展

运用系统分析技术进行水污染控制系统的规划是现代水质管理的基础和依据，水质模型对整个规划过程起着至关重要的作用。较详细地综合评述了近年来国内外水质模型及其应用的研究进展，并评价了水质模型研究的发展趋势，旨在促进相关研究的发展。