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近年来,随着石油化工和交通运输业发展迅猛,由此产生的污染也越来越严重。多数的石油类污染物都是微溶于水或是不溶于水的,研究中常被称为非水相液体(英文名为Non-Aqueous Phase Liquids,简称NAPLs)。其中密度比水小的被称为轻非水相液体(英文名为Light Non-Aqueous Phase Liquids,简称为LNAPLs)。柴油和汽油是典型的轻非水相液体(LNAPLs)。它们一旦泄漏将导致地下水和土壤的污染,给人类的生存环境带来很大的危害。因此,对其运移与分布特性、监测方法和治理方法等方面的研究已经成为地下水环境领域的前沿课题。 通过室内建立二维物理模型,运用图像法研究了LNAPLs在含有不同粒径透镜体的多孔介质中运移的规律,并通过改变地下水位探讨地下水位波动对LNAPLs运移与分布特性的影响。试验结果表明,LNAPLs的运移特性不仅会受到多孔介质粒径大小、含水量和孔隙度等因素的影响,还会受到介质倾斜面和裂缝的影响。多孔介质的粒径越大, LNAPLs的运移速度越大。地下水位波动会使LNAPLs重新分布,水位下降时LNAPLs也下降,水位上升时总体上LNAPLs也随之上升,但有部分LNAPLs会残留在多孔介质中。地下水毛细区和介质粒径较小的砂组受LNAPLs污染较严重,残留现象较明显。 通过室内试验模拟了LNAPLs污染物在三维非均质砂槽中的运移,并采用高密度电阻率成像法得到了非均质电阻率值和电阻率相对值的变化图。试验结果表明,运用高密度电阻率法得到的三维电阻率值和电阻率相对值随时间的变化过程图可以清楚的反映了LNAPLs在非均质多孔介质中的运移过程。注油过程中,随着LNAPLs的注入量不断地增加,被LNAPLs污染的范围不断地增大,中心位置的电阻率值和电阻率相对值也会相应地增大,当LNAPLs接近介质的突变面时,污染区域的形状从半圆形变为了半椭圆形,即轻非水相液体的横向运移速度大于纵向运移速度,这种现象说明了中间的细砂透镜体对轻非水相液体的纵向运移起了阻滞作用,同时使其横向运移速度增大。在静置的过程中,随着静置时间的增加,电阻率值和电阻率相对值不断地减小。 通过试验结合数学模型获取到三维空间LNAPLs的饱和度和LNAPLs的相对渗透系数。在LNAPLs的注入过程中,被LNAPLs污染的面积不断地增大,中心位置LNAPLs的饱和度也相应地升高;在LNAPLs的静置过程中,LNAPLs的饱和度随着静置时间的增加却在不断地减小。在LNAPLs的注入过程中,随着LNAPLs的饱和度增加,LNAPLs的相对渗透系数不断地减小。