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裂隙地下水残留DNAPL的溶解-界面退化响应机制研究
结题报告
批准号:
41602239
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
窦智
依托单位:
学科分类:
D0702.环境水科学
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈舟、杨蕴、马小娜、信亚雯、李明远、张博然
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中文摘要
裂隙地下水中重非水相液体(DNAPL,Dense Non-aqueous phase liquid)污染物,因其不易分解、高残留和微溶解等特性受到人们的高度重视。本项目从溶解过程中DNAPL相体积不断减小引起的“水-DNAPL”界面退化现象出发,拟揭示残留DNAPL溶解速率的非性线变化机制。为此,通过对界面追踪实验的修正,实现定量获取“水-DNAPL”界面面积,分析DNAPL残留量与“水-DNAPL”界面面积的定量关系,利用微观数值模拟,研究“水-DNAPL”界面形态和面积对残留DNAPL溶解速率的相互影响机制,基于实验和数值模拟数据的敏感性分析,探讨多因素对残留DNAPL溶解速率的耦合影响,并建立基于“水-DNAPL”界面退化的粗糙单裂隙残留DNAPL溶解时间预测模型。项目研究成果对裂隙地下水残留DNAPL污染的控制、治理具有重要的理论意义和实用价值。
英文摘要
DNAPL (Dense Non-Aqueous Phase Liquid) contamination in fractured groundwater has attracted much attention because of its hard-decomposition, high residual saturation, and slight solution in groundwater. This study of this project will be started from the interface degradation phenomenon between water and DNAPL in the process of DNAPL volume diminution induced by DNAPL dissolution. Finally, the mechanism of the nonlinear residual DNAPL dissolution rate will be studied in detail. For this purpose, the interfacial area between water and DNAPL will be obtained quantitatively by the revised interfacial portioning tracer test. The quantitative relationship between the residual DNAPL saturation and “water-DNAPL” interfacial area will be analyzed. The interaction effect between the form and area of “water-DNAPL” interface and residual DNAPL dissolution rate will be studied by using micro-simulation method. The mechanism of the nonlinear residual DNAPL dissolution rate will be studied in detail. The coupled influences of factors (aperture distribution, flow velocity, and “water-DNAPL” interfacial area) on the residual DNAPL dissolution rate will be discussed by the sensitivity analysis. After that, the time prediction model of residual DNAPL dissolution based on the “water-DNAPL” interface degradation will be developed in a single rough fracture. The results of this project have the theoretical and practical value for controlling and remediating the residual DNAPL contamination in fractured groundwater.
裂隙地下水中重非水相液体(DNAPL,Dense Non-aqueous phase liquid)污染物,因其 不易分解、高残留和微溶解等特性受到人们的高度重视。本项目从溶解过程中DNAPL相体积不断减小引起的“水-DNAPL”界面退化现象出发,拟揭示残留DNAPL溶解速率的非性线变化机制 。为此,通过对界面追踪实验的修正,实现定量获取“水-DNAPL”界面面积,分析DNAPL残留量与“水-DNAPL”界面面积的定量关系,利用微观数值模拟,研究“水-DNAPL”界面形态和面积对残留DNAPL溶解速率的相互影响机制,基于实验和数值模拟数据的敏感性分析,探讨多因素对残留DNAPL溶解速率的耦合影响,并建立基于“水-DNAPL”界面退化的粗糙单裂隙残留DNA PL溶解时间预测模型。在项目执行期间,通过开展合作与研究,主要完成了1)地下介质结构对污染物运移的影响规律研究;2)地下水水流状态对污染物运移的影响规律研究;3)地下水污染物运移过程中传质系数的定量研究;4)地下水污染物运移纵向扩散系数无量纲数Pe的关系研究。项目完成了SDBS界面追踪实验,完成水动力条件对SDB S界面捕捉能力实验研究,开发模拟残留DNAPL溶解过程中“水-DNAPL”界面动态特征的计算程序,揭示了残留DNAPL溶解与“水-DNAPL”界面形态和界面面积的相互影响机制。项目截止至2019年12月31日,发表论文8篇,其中第一作者SCI论文7篇,申请国家发明专利5项,授权3项,登记软件著作权1项。获甘肃省水利科技进步一等奖1项。基本完成了项目设立的总体的目标和任务。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Effects of Flow Fluctuation on Dilution and Spreading in a Self-Affine Fracture
流量波动对自仿射裂缝稀释和扩展的影响
DOI:10.2175/106143017x14902968254683
发表时间:2017
期刊:Water Environment Research
影响因子:3.1
作者:Dou Zhi;Zhou Zhifang;Guo Qiaona;Lu Xiaohui
通讯作者:Lu Xiaohui
DOI:10.1016/j.wse.2017.01.007
发表时间:2016-10
期刊:Water Science and Engineering
影响因子:4
作者:Dou Z.;Zhou Z.-F.;Wang J.-G.
通讯作者:Wang J.-G.
Pore-Scale Modeling of Mixing-Induced Reaction Transport through a Single Self-Affine Fracture
通过单个自仿射裂缝混合诱导反应传输的孔隙尺度模型
DOI:10.1155/2018/9095143
发表时间:2018-06
期刊:Geofluids
影响因子:1.7
作者:Dou Zhi;Zhou Zhifang;Wang Jinguo;Liu Jin;Dou Z
通讯作者:Dou Z
DOI:10.3390/pr6090158
发表时间:2018-09
期刊:Processes
影响因子:3.5
作者:Zhi Dou;B. Sleep;P. Mondal;Qiaona Guo;Jingou Wang;Zhifang Zhou
通讯作者:Zhi Dou;B. Sleep;P. Mondal;Qiaona Guo;Jingou Wang;Zhifang Zhou
Effects of Cemented Porous Media on Temporal Mixing Behavior of Conservative Solute Transport
胶结多孔介质对保守溶质迁移的时间混合行为的影响
DOI:10.3390/w11061204
发表时间:2019
期刊:Water
影响因子:3.4
作者:Zhi Dou;Xueyi Zhang;Zhou Chen;Yun Yang;Chao Zhuang;Chenxi Wang
通讯作者:Chenxi Wang
冻融循环作用下地下水NAPLs再分布行为与驱动机制
  • 批准号:
    42272278
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    窦智
  • 依托单位:
孔隙-裂隙双重介质DNAPLs的“双向”传质行为研究
  • 批准号:
    41877171
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    窦智
  • 依托单位:
国内基金
海外基金