地下水石油类污染的数学模型及计算方法

针对石油生产、炼化过程中储油罐及装置渗漏的原油或成品油对地下水、土壤、生态环境的污染问题,研究其对地下污染的机制,建立地下石油污染的数学模型,给出其有限元离散格式。本文的工作对于弄清地下水污染程度、评价炼油厂地下成品油的回收价值具有重要的意义。     

基于数值模拟的北京密怀顺地区地下水资源调蓄研究

通过收集北京密怀顺地区多水源(南水北调水源和再生水源)与当地地下水的水位、水质监测资料,建立了多水源入渗条件下地下水水流和溶质运移模型,探讨多水源补给对地下水环境的影响,并通过构建多水源入渗条件下多情景地下水调蓄模型,筛选最优方案.结果表明:2007—2016年约有4.5×108 m3再生水及南水北调水经未防渗河道自然入渗地下,使得入渗补给区地下水水位显著上升,其中南水北调受水区地下水位最高抬升为13.99m.再生水入渗使受水区地下水Cl-质量浓度升高,各再生水Cl-污染晕向中心漏斗区迁移,南水北调水源使地下水中Cl-质量浓度降低,在地下水入渗补给过程中主要起稀释作用.在情景分析中,筛选出方案Ⅳ最优,既能够增加地下水资源量,又能有效阻滞再生水入渗区的地下水Cl-高质量浓度污染晕向下游迁移.     

大干沟岩溶地下水磷污染评价

由于受到磷石膏库岩溶渗漏影响 ,大干沟岩溶地下水磷污染问题严重 ,并且威胁着乌江渡水库水资源环境。通过岩溶渗漏条件分析及污染评价得出 :①污染渗漏形式可分为岩溶管道和裂隙类型 ;②污染途径可分为直接和间接污染 ;③磷污染不仅使岩溶地下水不能作为饮用水、生活用水和灌溉用水 ,而且严重污染了地面水 ,并使水库产生富营养化问题。     

石油类污染物在土壤中的迁移渗透规律

在石油勘探开发过程中,作为主要污染物的石油类物质可通过土壤下渗从而对地下水产生不利影响。利用土柱淋滤实验、原油渗透实验和土壤微生物降解实验和土壤微生物降解实验等方法对石油类物质在土壤中的降解规律、土壤截留率及土壤中微生物降解效率进行了研究。结果表明,土壤对石油类物质虽然具有很强的截留能力,但是其截留能力有一定的限度。超过该限度,石油类物质将穿透土层直接威胁地下水的质量。掌握石油类污染物的可以为石油     

石油场地地下水优控污染物识别筛选方法

炼化企业的生产及储存环节,对其地下土壤和地下水造成污染的事件时有发生污染物会随时间和渗漏量的变化而逐步向层深处迁移渗透,污染地下水或周边水体,甚至导致饮用水的污染事故,对人体健康造成极大危害,造成社会和经济的巨大损失。为了精准判别污染源可能导致的地下水污染问题,识别地下水优控污染物就显得十分必要。本文在进行场地调查的基础上,提出一种石油场地地下水优控污染物识别筛选方法。     

臭氧-活性炭工艺处理油田轻度污染地下水的实验研究

通过对臭氧氧化、活性炭吸附及臭氧-活性炭组合工艺的实验研究,探讨了利用臭氧-活性炭工艺处理石油类污染物轻度污染的地下水的可行性.研究发现,臭氧氧化能去除地下水中的部分石油类污染物(30%)和高锰酸盐指数(<10%);单独使用活性炭吸附对石油类污染物和高锰酸盐指数的去除效果有限,在空床停留5～60 min条件下,去除率分别约为14%,8%;在正交实验获得的最佳实验条件下,臭氧-活性炭组合工艺可以使地下水中的石油类污染物、高锰酸盐指数达到国家饮用水水质标准(GB5749-2006).结果证明,臭氧-活性炭工艺是处理石油类污染物轻度污染地下水的有效方法.     

石油类污染物在土壤中的迁移渗透规律

在石油勘探开发过程中 ,作为主要污染物的石油类物质可通过土壤下渗从而对地下水产生不利影响。利用土柱淋滤实验、原油渗透实验和土壤微生物降解实验等方法对石油类物质在土壤中的降解规律、土壤截留率及土壤中微生物降解效率进行了研究。结果表明 ,土壤对石油类物质虽然具有很强的截留能力 ,但是其截留能力有一定的限度。超过该限度 ,石油类物质将穿透土层直接威胁地下水的质量。掌握石油类污染物的迁移规律可以为石油勘探开发中控制污染物提供理论依据     

太原市西山岩溶区汾河与地下水相互作用研究

通过对汾河西山岩溶区段的河道下垫面背景分析,将汾河干流汾河水库至兰村区间分为7个区段,识别出了4个汾河与岩溶地下水相互作用积极的地段。以地下水系统理论为指导,将兰村泉和晋祠泉岩溶水系统概化为双输入(大气降水与人工开采)单输出(泉流量)模型,在此基础上,基于岩溶水天然资源量与大气降雨入渗量、河流渗漏量关系推算出了汾河与各岩溶水系统岩溶地下水的作用强度,即汾河对各岩溶水系统的渗漏补给量。研究成果对于指导太原市水资源综合利用,缓解太原市水资源供需矛盾,有效保护岩溶地下水等提供了科学参考依据。     

基于Visual Modflow地下水污染物溶质运移的模拟

垃圾填埋场渗滤液向地下含水层的渗漏是地下水受到污染的一个重要因素,而地下水溶质运移模型是找出污染迁移规律、确定污染范围及污染物浓度分布的重要手段。为研究垃圾填埋场渗滤液对周边地下水的污染状况,本文基于地下水流动模型Visual Modflow和多组分溶质运移模型MT3DMS软件平台之上,通过建立的三维数学模型预测了研究区域未来30年内特征污染物Cl-的污染羽迁移范围。模拟分析结果表明:距污染源越近污染物浓度越高,主要危害沿地下水流动方向的远场地地表水和浅层地下水,深层地下水和污染源上游不受影响;污染物不易污染深层地下水,但是在深层地下水中的迁移速度最大;湖泊对溶质有持续捕获作用;在污染源周围开采地下水会影响溶质迁移速度和方向。上述结果为垃圾场防渗措施的选择和地下水的治理、修复提供了定量依据。     

尾矿库淋滤液中氟垂向迁移的土柱淋滤试验

淋滤液引起地下水系统污染问题口益突出.本文针对承钢双大尾矿库淋滤液引起地下水氟污染问题展开研究,通过现场勘探、取样,以及尾矿砂矿物成分和粘粒含量分析,在此基础上进行室内土柱淋滤试验以模拟氟在尾矿砂中的迁移过程,研究其迁移行为特征和影响因素.研究结果表明,由于尾矿砂矿物成分中铁绿泥石和正长石等粘土矿物居多,是氟的良好吸附...     

石油污染物在浅层孔隙介质中的吸附与迁移

为了解天津浅层孔隙含水介质对石油类污染物的吸附特征和油类在地下水中的迁移运动规律,利用宝坻和大港地区两个钻孔岩芯配制7个土样,以柴油类比石油,进行了室内静态吸附实验与动态淋滤实验,结果表明：（1）该地区浅部不同岩性地层对石油类污染物的吸附模式符合线性等温吸附模式,（2）石油类污染物在淡水区含水层中迁移10m需要700d,在咸水区含水层中迁移10m。需要500d,个别地点石油的超标不会造成大面积污染。     

玉门市老君庙油田土壤石油污染状况调查

为探明老君庙油田土壤石油污染情况,采用索氏抽提-重量法分别测定了该油田4个采样区3个土样层面(表层、下层及底层)土壤的含油量,并对其在土壤中的迁移规律进行了初步研究.结果表明,老君庙油田土壤石油污染非常严重,且土壤含油量随土壤粒径减小而增大,最高可达83 601 mg/kg.尽管石油污染物在土壤中存在下渗现象,但是由于黄土对其吸附能力较强,使其主要集中于土壤浅层.     

芦苇修复新疆石油污染土壤效果

考察芦苇对新疆污染土壤石油烃的处理效能、石油烃对芦苇生长的影响及不同石油污染度条件下芦苇根际微生物数量的变化。研究结果表明:经过123 d的芦苇修复,石油烃去除率可到41.21%～62.14%,明显高于空白样(19.75%～37.92%),其中饱和烃去除效果最好,可达60.52%～73.11%;芦苇对原油污染具有较好的耐受性,在土壤石油污染率低于1.25%情况下能够有效促进土壤中石油烃的去除;芦苇根际土壤中微生物数量与原油降解率呈正相关关系,芦苇根际效应促进原油降解菌数量的增加和活性的增强;芦苇的修复以根际效应为主,芦苇根际恰当的微生物类群为土壤原油降解提供有利保障。     

油气开采过程的环境监测与管理

 当前随着石油、天然气等开发的不断深入,对地下水、土壤、大气等自然环境的监管和保护越来越重要。本文介绍了目前国内外套后窜漏监测、输油管线泄漏监测和大气污染监测的主要方法,其中套后窜流监测的包括测井法、试井法、机械法;输油管线泄漏监测包括输差检漏法、负压波法等常规方法和实时监测系统;大气污染监测包括生物监测法、光谱分析法等常规方法和综合性监测系统。简述了该领域国内外最新进展,其中套后窜流监测包括核监测技术和实时监测技术等;输油管线泄漏监测包括模型法、漏磁监测、腐蚀理论等;大气污染监测为综合性监测系统。分析表明,井下实时监测技术、管线泄漏实时监测系统、智能化气体集成监测系统将成为未来油田开采过程中主要的发展方向和热点。     

尾矿氰化物渗漏对地下水污染的动力学模型

通过分析尾矿氰化物渗漏在土壤中迁移机制的基础上,建立了污染物运移过程的耦合动力学模型，模拟了不同时间内氰化物在包气带土层中浓度分布。数值模拟结果表明。氰化物渗漏对地下水污染将产生一定的影响，当降雨量增大时，污染物质可穿过包气带而污染地下水。同时，微生物降解作用对浓度在包气带土层分布也产生很大的影响，这对于定量化评价氰化物类污染物渗漏对地下水污染的潜在性影响提供了可靠的理论根据。     

湿地状态对石油污染和植物长势影响的模拟研究

模拟实验中建立了一系列不同状态的“湿地桶”,桶中装有从黄河三角洲采集的被石油污染的土壤和当地的湿地植物。通过监测湿地植物（芦苇、香蒲等）的长势和化验土壤中总石油烃（TPH）及油和脂（O/G）随时间的变化,以探讨湿地状态对石油污染和植物长势的影响。结果显示：湿地环境对土壤中的石油污染有明显的降解作用,芦苇等挺水植物的生长量与积水深度呈正相关,土壤中少量含油并不构成对湿地植物生长的威胁。此实验可为建立油田的湿地缓冲带提供科学依据。     

石油污染地表土壤的微生物降解特征

在石油的生产和储运等过程中会造成土壤被石油污染的问题,进而引起生态环境损害.本文利用热蒸发烃分析仪(GHM)对石油污染土壤进行定性定量分析,进行了油污土壤的微生物降解研究.分析结果表明:油井附近的油污土壤中存在着嗜油微生物,它们对落地石油具有较明显的降解作用;抽油生产史长的油井周围土壤中存在自然驯化出的更多嗜油微生物,其近井土壤中污油的降解速度快;随着微生物降解作用的不断进行,样品中污油的相对降解速度逐渐加快,相对降解率逐渐增加,污油样品中气态组分含量随降解时间延长而增加.实验证明,微生物对污油确实存在较强的选择性降解消耗作用,可以减轻石油生产对土壤的破坏及对环境的污染.     

水幕参数对地下水封石油洞库的涌水量影响分析

设置人工水幕可对洞库形成水封作用,防止储油外泄.而人工水幕的设置势必影响水封洞库的涌水量,过大的涌水还会增加洞库的运营成本.依托在建的某处水封石油洞库工程,建立数值模型,研究人工水幕设计参数及地下水位变化对洞库涌水量的影响规律.结果表明,人工水幕各设计参数的变化对涌水量有不同程度的影响,地下水位的变化对洞库涌水量的影响也很显著.     

地下水渗流对基坑支护结构上水土压力的影响分析

暴雨或长时间的降雨、地下水管的渗漏等是造成地下水渗流的重要条件，对基坑支护结构的安全影响大，也是为何基坑事故多发生在降雨之后的根源。分析了基坑开挖过程中地下水渗流产生的条件，并从地下水渗流对土体强度的影响、对作用在支护结构上水压力的影响、对土体自重应力的影响3个方面进行了分析。认为地下水渗流增大了支护结构上的土压力，对于粘性土判断采用“水土合算”或“水土分算”的依据不只是土体渗透性的大小，关键在于渗流是否发生。在支护结构的土压力计算中，只要支护结构在开挖和使用阶段基坑外侧存在地下水渗流，对于粘土和粉土应当采用水土分算的计算方法。因此，在基坑工程中，预防和阻止地下水渗流的发生是相当重要的一个环节。