融合电阻率成像与图像法对DNAPL污染过程的精细刻画

来源 :桂林理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dingdang7456
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目前,地下水有机污染问题是国内外学者研究热点。大量有机污染物如重非水相液体(Dense Non-Aqueous Phase Liquid,简称DNAPL),在生产、运输和使用的过程中进入到地下水环境中,造成了严重的地下水污染。为研究饱和非均质介质中高渗透镜体对DNAPL迁移过程影响,本文融合电阻率成像技术(Electrical Resistivity Tomography,简称ERT)和图像法对二维砂箱模型中DNAPL的迁移过程进行了实时监测。通过设置两种不同介质的饱和二维砂箱,对比分析了高渗透镜体及其界面对DNAPL迁移机制的影响。实验利用数字照相技术记录了DNAPL进入砂箱后迁移的全过程,并同时使用高密度电阻率装置对污染物迁移过程中砂箱内部电阻率分布变化进行了监测。实验中将实测电阻率值经过迭代反演计算得到电阻率反演结果,将两种方法的结果进行对比分析。实验结果表明:(1)在二维饱和均质砂箱模型实验中,通过图像法计算得到DNAPL平均垂向迁移速度为0.31 cm/min,平均横向扩散速度为0.13 cm/min。DNAPL在砂箱中的垂向迁移距离远大于横向扩散距离,说明重力对DNAPL在饱和均质介质中的运移起主要作用。通过ERT法监测到砂箱内部DNAPL注入点附近的电阻率值在DNAPL入渗后增大125Ω·m,说明ERT法可以有效监测到砂箱内DNAPL的迁移过程。(2)在含有粗砂透镜体的二维非均质砂箱模型实验中,图像法显示DNAPL呈现“指状”的渗流,在粗沙透镜体中DNAPL迁移速率为0.46 cm/min,说明透镜体内部存在DNAPL的“优势通道”,可以加快其入渗速率。粗砂透镜体内部的DNAPL受到底部和两侧“粗砂-中砂”界面渗透差异的影响,大量滞留在透镜体内部。透镜体底部及两侧的“粗砂-中砂”界面对DNAPL入渗起到阻碍作用,界面的低渗透性是污染物滞留在透镜体内部的主要原因。当粗砂透镜体内DNAPL含量达到峰值时,测得透镜体内部电阻率值增加400Ω·m,说明ERT可以有效辨识DNAPL含量高的区域,但ERT对污染物含量较低的区域辨识精度较低。(3)通过图像法与电阻率反演结果的对比可知,在均质砂箱实验中,反演结果与图像法的相对误差随着污染区域中DNAPL含量的增大逐渐降低至2.53%,表明当DNAPL含量较高时,反演结果与图像法结果相吻合。然而,在含有粗砂透镜体的砂箱实验中,ERT虽然可以明显刻画DNAPL含量较高的粗砂透镜体区域,但对于砂箱中的横向扩散表征不明显,且由于受到粗砂透镜体的影响,根据污染区域直径和污染面积计算得到的两种观测方法之间的相对误差为8%。本文通过融合电阻率法和图像法,尝试提供全新的切实可行的精细刻画多孔介质中DNAPL迁移过程的多源数据融合方法,为精细刻画野外有机污染场地奠定了基础。
其他文献
铝合金因具有高比强度、高比模量、低密度和良好的加工性能等特点,被广泛运用于航空航天、交通运输和精密制造业等领域。但随着发展需求日益复杂化和多样化,铝合金难以很好满足在各个领域的需求。而铝基复合材料,由于重量轻、良好的力学性能以及工况适应性,使其逐渐成为近年来的研究热点。本文通过半固态搅拌加超声处理制备不同质量分数的ZrC颗粒增强Al-5Mg的复合材料,使用多道次轧制法将其制成焊丝,并使用TIG焊工
学位
植物修复技术凭借着成本低、绿色环保等优点被人们所认可并广泛应用于重金属污染修复领域。李氏禾(Leersia hexandra Swartz)是一种多金属富集植物,对水体和土壤中的Ni和Cr均有很强的耐性和积累能力。为了深入研究李氏禾富集Ni后的生理响应以及其根际环境与植物相互作用机制,本课题以重金属富集植物李氏禾为试验材料,通过水培、土培与根箱培养三种不同的方式,测定李氏禾在不同环境的Ni污染下富
学位
本文采用中高温固相法合成了几种具有低维磁性离子分布的后3d过渡金属氧化物及其固溶体,主要包括12R六方钙钛矿新化合物Ba4Sn1.1Mn2.9O12、Mn/Co掺杂Fe Bi Pb O4和Sr掺杂Nd4Ni3O10-δ形成的固溶体。结合X射线衍射(XRD)、中子衍射(ND)、选区电子衍射(SAED)和透射电子显微镜(TEM)等手段对材料进行物相分析和结构解析,利用磁化率、Brown和Alterma
学位
随着科技的进步和社会的快速发展,对于新型能源电池的要求也越来越高。由于锂资源的匮乏及开采条件苛刻迫使研究人员研发新型高性能电池。钠离子电池的工作原理与锂离子电池相似,丰富而廉价的钠资源使其成为首选。然而,传统的负极材料严重阻碍了钠离子电池的发展。二维材料具有比表面积大、活性位点丰富等特点,满足钠离子电池负极材料的要求。而二维有序超结构由于其有趣的特性和潜在的应用而引起了相当大的关注,然而设计具有优
学位
为解决服装定制中个性化服装开发效率低以及虚拟试衣过程繁琐等问题,首先,详细阐明了三维服装软件CLO 3D和Marvelous Designer的虚拟服装迁移原理;其次,结合CLO 3D的虚拟服装迁移和自动转换虚拟模特功能,提出了一套针对三维扫描人体的个性化服装定制方案;最后,采用三维扫描人体开展虚拟服装迁移实验,验证了该方案在实际个性化服装定制应用中的可行性。研究结果表明:针对不同体型的三维扫描人
期刊
近年来低碳化学品火灾污染事故频发,造成了重大经济损失、人员伤亡及生态环境破坏。空天遥感是快速远距离探测低碳化学品火灾污染的最佳手段,其中特征污染产物浓度的探测是定量识别该类型火灾的主要判据。为了给定量识别低碳化学品火灾污染提供基础,进行了“低碳化学品燃烧的火焰光谱特性及产物定量反演研究”。本文开展了低碳化学品火焰光谱测试实验、燃烧产物的平面激光诱导荧光(PLIF)探测实验,进行了基于PLIF实验的
学位
在自然条件下,土壤的垂直分布特征可表现为表层土壤向基岩过渡过程中,存在一层土壤与风化物的混合介质层。土壤水分供应不足时,植物可穿透表层土壤汲取下层风化物中的水分。风化物的存在直接影响土壤水分的运动。明确含风化物土壤对植物水分利用策略的影响有助于判断土壤水分的供给是否能满足植物的长期生存。因此,开展植物在含风化物土壤的耗水机制研究对当地植物的生长和水资源的持续利用有重要理论意义。本研究以南方地区典型
学位
水体中日趋严重的抗生素污染给人体健康以及生态环境带来严重的风险和危害。生物炭是一种高效且环保的水处理材料。本文以市政污水厂剩余污泥与纳米零价铁共热解制备了纳米零价铁污泥基生物炭(nZVI-BC),以水中典型的抗生素污染物磺胺甲噁唑(SMX)为研究对象,采用传统Fenton法、nZVI-BC吸附去除以及nZVI-BC类Fenton法去除水中的SMX,并探究其去除机理。取得如下成果:(1)通过研究Fe
学位
土壤环境的改变会影响水分在土壤中的运动过程,为分析耕作方式对田间土壤优先流发育变化程度的影响,本研究以广西典型农地甘蔗地为研究对象,通过野外染色示踪试验和室内土柱入渗模拟实验,结合图像形态学分析、色相分割、数值模拟以及统计分析等方法,探究不同耕作方式甘蔗地土壤优先流运动过程及其发育程度,揭示垄耕、免耕和秸秆覆盖甘蔗地对优先流的影响,可为进一步改善蔗田水肥利用效率,实现甘蔗的提质增收提供一定的理论支
学位
广西地区可溶岩造壤能力低,土壤贫瘠,易发生土壤侵蚀沉降,使得土壤结构及调节功能恶化。开展广西地区香蕉种植不同生育期土壤孔隙结构及溶质运移研究,探讨作物生长发育对土壤孔隙结构及溶质运移的影响机制,有利于降低该地区香蕉种植过程中因大水大肥粗放管理模式下的水肥投入浪费。为此本研究以不同生育期香蕉地土壤为研究对象,结合CT技术获取不同生育期香蕉地土壤孔隙数量及形态、连通特性、溶质运移特征以及相关性分析进行
学位