论文摘要
重非水相液体(DNAPLs)不易溶于水、粘度大、毒性强、密度比水重,一旦泄露,极易污染土壤和地下水,给人类的生命健康和生存环境带来巨大危害。为了有效去除此类污染物,首先要掌握DNAPL在土壤和地下水中的运移规律。地下介质的空间变异性对DNAPL的运移影响很大,介质的空间结构控制着DNAPL的运移速率和运移通道。而渗透率是表征地下介质特征的一个重要参数,研究其空间变异性对土壤及地下水中DNAPL的运移及分布的影响具有重要的理论意义和实用价值。本文首先采用顺序高斯模拟生成4组渗透率标准差不同的非均质场,在此基础上,分别建立了DNAPL在包气带和饱和带中泄漏的非均质各向异性多相流模型。然后用多相流数值模拟软件T2VOC对不同情景下的实现进行Monte Carlo模拟,最后对各个实现的模拟结果(主要针对DNAPL的饱和度)进行空间矩统计,探讨随机渗透率空间变异性对DNAPL迁移分布的影响。研究结果表明,无论是在包气带还是饱和带中,随着渗透率场非均质性的增强：(1)DNAPL一阶矩和二阶矩的均值在渗流方向上减小,表明DNAPL质心的位移和展布范围在渗流方向上减小；(2)DNAPL自零阶矩至二阶矩方差明显增大,即质量、质心位置及展布范围的变异性增大,饱和度值波动范围增大,展布形状更加不规则；(3)DNAPL优先选择高渗通道运移并于低渗带富集的现象更加明显；(4)非NAPL相的DNAPL质量逐渐增大。综上,野外条件下,非均质的存在使得DNAPL的运移更加复杂；非均质性越强,DNAPL运移展布越不规则,饱和度的波动范围越大,聚集现象越明显。