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地下水污染物在高度非均质介质中的迁移过程: 机理与数值模拟综述 被引量：23
1
作者 郭芷琳 马瑞 +1 位作者 张勇 郑春苗 《中国科学：地球科学》 CSCD 北大核心 2021年第11期1817-1836,共20页
天然含水层通常具有复杂的物理和化学非均质性,是污染物迁移、转化等动力学过程的关键控制因素,对受污染地下水的修复造成了极大挑战.含水层介质的非均质性通常会导致污染物在地下水中呈现出明显的所谓“反常迁移(Anomalous Transport)... 天然含水层通常具有复杂的物理和化学非均质性,是污染物迁移、转化等动力学过程的关键控制因素,对受污染地下水的修复造成了极大挑战.含水层介质的非均质性通常会导致污染物在地下水中呈现出明显的所谓“反常迁移(Anomalous Transport)”特征,与基于菲克定律的传统对流-弥散方程所描述的现象相去甚远.反常迁移亦被称为非菲克弥散(Non-Fickian Dispersion)或广义上的“反常扩散”,可以用来解释导致地下水污染在时间上持续恶化、在空间上快速扩展的水文地质机理.其控制过程为:一方面,污染物通过分子扩散、化学吸附等质量交换作用,从高渗透性区域进入并滞留在低渗透率基质中,再经分子扩散等过程缓慢回放,造成次弥散型反常迁移,导致水质长期缓慢恶化;另一方面,部分污染物沿着相互连通的优先水流通道迅速传输,造成超弥散型反常迁移,导致污染由点到面快速扩展.同时,介质非均质性也是制约污染修复效率的重要因素,而地下水修复技术的开发、应用、评估,通常基于传统对流-弥散方程预测出的菲克弥散过程.非菲克弥散对污染物迁移过程和修复效率的控制作用及其预测评估,尚缺乏深入和系统分析.本文针对地质介质非均质性导致的非菲克弥散现象以及效应进行综述,总结了地下水污染物在高度非均质介质中迁移转化的规律和认知,以及针对非菲克弥散特征的数学模拟研究前沿.同时,本文分析了已有研究不足,讨论了促进含水层非均质性及非菲克弥散机理和模拟应用发展的重要研究方向. 展开更多
关键词 含水层非均质性 地下水污染物迁移 地下水污染修复 非菲克弥散 反常扩散 小尺度优先水流通道
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喜马拉雅北麓多年冻土退化对河川径流的影响
2
作者 范林峰 季芳 +3 位作者 匡星星 郭芷琳 张锐 郑春苗 《中国科学：地球科学》 CSCD 北大核心 2024年第6期2020-2030,共11页
喜马拉雅水塔为亚洲提供了重要的水资源.多年冻土退化会对喜马拉雅河川径流产生重要影响.然而,该影响的严重程度仍然难以量化.本研究以喜马拉雅北麓最大的河流——雅鲁藏布江(YZR,简称“雅江”)流域为研究区,建立了耦合冻土活动层加深... 喜马拉雅水塔为亚洲提供了重要的水资源.多年冻土退化会对喜马拉雅河川径流产生重要影响.然而,该影响的严重程度仍然难以量化.本研究以喜马拉雅北麓最大的河流——雅鲁藏布江(YZR,简称“雅江”)流域为研究区,建立了耦合冻土活动层加深和地下冰融化的地表-地下耦合水文模型.研究结果表明,在2001~2022年间,雅江流域多年冻土退化导致地表直接径流以0.65km3/a的速率减少,而基流则以0.35km3/a的速率增加,地下冰融化对雅江年径流的贡献约为0.25%.“填充-溢出”机制可解释在全球不同多年冻土地区所观察到的基流随冻土退化而增减不一的矛盾.基流对河流溶解性有机碳(DOC, Dissolved Organic Carbon)浓度的稀释可导致河流DOC的延滞效应.本研究不仅为喜马拉雅地区的水资源管理奠定了坚实的科学基础,也为全球多年冻土地区河流流量和养分通量的变化机理提供了新的见解. 展开更多
关键词 冻土退化 水文 河川径流 地表径流 地下水 喜马拉雅
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海水入侵模拟方法VFT3D及应用 被引量：3
3
作者 王佳琪 郭芷琳 +6 位作者 田勇 范林峰 曾文科 王晓丽 苏皝 Michele Lancia 郑春苗 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期184-194,共11页
海水入侵是困扰沿海地区经济社会发展的重大资源、环境问题,严重影响沿海地区地下水资源。定量模拟、预测和可视化管理是对海水入侵进行有效监测和机理分析的重要手段。基于前期海水入侵模拟的理论研究及方法,提出了海水入侵模拟及预测... 海水入侵是困扰沿海地区经济社会发展的重大资源、环境问题,严重影响沿海地区地下水资源。定量模拟、预测和可视化管理是对海水入侵进行有效监测和机理分析的重要手段。基于前期海水入侵模拟的理论研究及方法,提出了海水入侵模拟及预测模型VFT3D,该模型综合考虑地表水-地下水对海水入侵的协同控制作用,能够模拟变密度地下水流及复杂反应性迁移,实现模拟海水入侵的完整水文循环过程。文章介绍了VFT3D模型,利用VFT3D模型模拟了一个海水入侵案例,并与SEAWAT模型模拟结果进行了对比分析。结果表明VFT3D模型模拟水头与SEAWAT模型模拟结果相差不大,但SEAWAT模型无法模拟海水入侵中复杂的化学反应过程。VFT3D模型模拟发现,水文地球化学过程(阳离子吸附交换作用)对阳离子(Na^(+)、K^(+)、Mg^(2+)和Ca^(2+))运移产生明显影响,同时引起过渡带中离子组分浓度发生变化,对海水入侵过程产生较大影响。因此,考虑变密度和复杂反应过程,才能更加准确地描述海水入侵,从而有利于地下咸水治理工程的科学实施。 展开更多
关键词 海水入侵 地下水 地球化学反应 变密度水流 溶质运移模型
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2022年度环境地球科学学科项目评审与结题成果分析 被引量：3
4
作者 刘羽 张丰收 +7 位作者 孙建强 朱治强 汪玉 杨仲康 张莘 郭芷琳 张博 陈涛 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1286-1298,共13页
分析了国家自然科学基金委环境地球科学学科2022年度项目申请和同行评议概况,指出了申请和评议过程中存在的问题,提出了改进建议,总结了2021年结题项目取得的主要研究进展,为科研人员后续项目申请提供参考。
关键词 环境地球科学 项目申请 结题成果
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实施“煤炭开采生态补偿机制”的SWOT分析——以山西为例 被引量：2
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作者 张红 郭芷琳 《经济问题》 CSSCI 北大核心 2009年第11期53-56,共4页
山西是我国的重要能源重化工基地,煤炭的开发给我国经济带来巨大的利益,但伴随而来的是生态的巨大破坏和环境的严重污染,影响着山西煤炭业的可持续发展。为了在经济发展的同时保证生态环境的健康,山西省实施了煤炭开采生态补偿机制。运... 山西是我国的重要能源重化工基地,煤炭的开发给我国经济带来巨大的利益,但伴随而来的是生态的巨大破坏和环境的严重污染,影响着山西煤炭业的可持续发展。为了在经济发展的同时保证生态环境的健康,山西省实施了煤炭开采生态补偿机制。运用SWOT分析方法,辨识补偿机制的优势、劣势、机遇以及所面临的威胁,并提出相应的解决方案,以期为山西省煤炭行业的可持续发展和生态环境保护提供有益的借鉴。 展开更多
关键词 煤炭开采 SWOT分析 生态补偿机制 可持续发展
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焦化废水SBR处理中活性污泥的化学诱变研究
6
作者 崔云帆 荆博宇 +1 位作者 郭芷琳 郭栋生 《山西科技》 2013年第2期39-41,共3页
研究了经盐酸氮芥、5-溴尿嘧啶(5-BU)、吖啶橙3种化学诱变剂处理的活性污泥,在出水环境中恢复培养和驯化后,于SBR系统中对焦化废水进行后续处理,测定了出水COD、氨氮和TOC,并采用GC-MS方法对处理前后焦化废水中有机物进行了定性分析。... 研究了经盐酸氮芥、5-溴尿嘧啶(5-BU)、吖啶橙3种化学诱变剂处理的活性污泥,在出水环境中恢复培养和驯化后,于SBR系统中对焦化废水进行后续处理,测定了出水COD、氨氮和TOC,并采用GC-MS方法对处理前后焦化废水中有机物进行了定性分析。结果表明,通过化学诱变剂诱变,活性污泥对焦化废水COD的去除能力有显著提高,对难降解有机物的降解和转化能力增加,其中以盐酸氮芥诱变效果最佳。 展开更多
关键词 焦化废水 SBR 化学诱变
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