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一种场地尺度温度-水动力耦合影响下污染物迁移关键参数获取方法

申请号: CN202311184650.1
申请人: 河海大学
更新日期: 2026-03-09

专利详细信息

项目 内容
专利名称 一种场地尺度温度-水动力耦合影响下污染物迁移关键参数获取方法
专利类型 发明申请
申请号 CN202311184650.1
申请日 2023/9/14
公告号 CN117408178A
公开日 2024/1/16
IPC主分类号 G06F30/28
权利人 河海大学
发明人 陈舟; 金敏; 王锦国; 杨蕴; 窦智
地址 江苏省南京市鼓楼区西康路1号

摘要文本

本发明公开了一种场地尺度温度‑水动力耦合影响下污染物迁移关键参数获取方法,基于水动力场‑温度场‑浓度场多场耦合数值模拟,获取污染场地渗透参数、导热系数和弥散系数的方法。场地污染物迁移参数是场地有机污染调查和治理的关键指标,目前含水层参数获取主要依赖水文地质勘测工作,试验方法和物理场单一,基于此,本发明提出上述方法。本发明所示方法包括针对有机污染场地,前期通过场地钻孔资料和现场物理试验结果,建立水‑热‑盐耦合模型,基于场地模型及结合现场多方数据进行多场耦合数值反演,并通过人工试错法对模型参数进行调整,提高模型精度获取最优模型。

专利主权项内容

1.一种场地尺度温度-水动力耦合影响下污染物迁移关键参数获取方法,其特征在于,该方法包括以下具体步骤:1)针对污染场地,布置注水井H1,抽水井H4,观测井H0、H2、H3,对各井开展预实验——土工试验、抽水试验和微水试验,获得场地含水层渗透系数初值,作为后续模型校正标准;2)在预实验基础上,对各井开展耦合示踪试验:抽水试验——通过观测含水层水位变化计算渗透系数,热示踪试验——通过观测各井内深度与温度变化关系计算导热系数,盐示踪试验——通过观测深度与电导率的变化关系,将电导率换算成浓度计算弥散系数,并根据试验井与观测井位置布设探头,监测不同深度含水层的温度、电导率、渗透系数;3)构建三维地下水流场模型,将试验区污染场地数据处理成空间坐标,设置初始条件与边界条件,并将现场试验获取的渗透系数、导热系数、弥散系数输入仿真模拟软件COMSOLMultiphysics 5.6进行三维建模,并根据试验井与观测井位置,将模型分为三层,获得污染场地三维地下水流场模型;4)采集污染场地观测井H0、H2、H3地下水水位数据,并在所建污染场地三维地下水流场模型中获取相同观测时间段内的地下水水位数据,比较水位实测值和水位模拟值,得到地下水位均方根误差,根据预试验获得的含水层渗透系数初值调整模型参数,使得地下水位均方根误差在预设范围内;5)利用校正后的污染场地三维地下水流场模型进行地下水流场、温度场、溶质浓度场多场耦合模拟,地下水流场模拟选择COMSOL Multiphysics 5.6软件中达西定律模块,温度场模拟选择软件中多孔介质热传递模块,溶质浓度场分布选择软件中多孔介质稀物质传递模块,分别进行地下水流场-温度场、地下水流场-溶质浓度场和地下水流场-温度场-溶质浓度场多物理场模拟,获得全耦合条件下各场之间的影响关系;6)利用示踪试验中不同深度的监测数据,对地下水流场模型中的渗透系数、导热系数和弥散系数进行调参校正,确定污染场地最优模型;7)基于污染场地最优模型预测污染物迁移参数,将含水层水位、温度、电导率或浓度输入最优模型,得到污染物迁移参数,即渗透系数、导热系数和弥散系数。