基于土層滲透系數(shù)不確定性的非飽和—飽和土中溶質(zhì)運(yùn)移規(guī)律的研究.pdf

1、地下水是不可再生的寶貴資源，但是近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的加劇，以及巖土工程建設(shè)中對(duì)地下水環(huán)境的破壞，越來(lái)越多的地下水資源受到污染，嚴(yán)重威脅人類的身體健康和生存環(huán)境，地下水污染已經(jīng)引起社會(huì)的普遍關(guān)注。了解污染物在土壤中的運(yùn)移規(guī)律以及準(zhǔn)確捕獲污染物的污染范圍是解決地下水污染的關(guān)鍵，而數(shù)值模擬可以清晰地展示污染物在土壤中的分布情況，地下水溶質(zhì)運(yùn)移的數(shù)值模擬已經(jīng)成為地下水領(lǐng)域和環(huán)境巖土工程領(lǐng)域新的研究方向，越來(lái)越多的學(xué)者加入到此課題的

2、研究。
　　土壤作為地下水的載體，直接影響地下水中污染物的運(yùn)移。但是由于土壤沉積過(guò)程中環(huán)境的復(fù)雜性，使得土壤結(jié)構(gòu)和構(gòu)造亦呈現(xiàn)相應(yīng)的復(fù)雜性和不確定性，表現(xiàn)為土體中各點(diǎn)的參數(shù)既有隨機(jī)性、又有一定的相關(guān)性。滲透系數(shù)是影響溶質(zhì)運(yùn)移的重要參數(shù)，本文考慮滲透系數(shù)的不確定性，模擬氯離子自泄露到進(jìn)入飽和土層隨地下水運(yùn)移的過(guò)程。本研究中滲透系數(shù)的隨機(jī)化采用Latin Hypercube（拉丁超立方體取樣法）完成。
　　本文首先借助貝葉斯統(tǒng)計(jì)推

3、廣方法對(duì)滲透系數(shù)統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行修正，并根據(jù)修正后的統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行滲透系數(shù)的隨機(jī)化處理，隨后使用HYDRUS-1 D建立非飽和土層溶質(zhì)運(yùn)移隨機(jī)模型，最后在非飽和土層溶質(zhì)運(yùn)移模型的基礎(chǔ)上，使用GMS建立了飽和土層溶質(zhì)運(yùn)移模型，并分別將隨機(jī)模型計(jì)算結(jié)果與確定性模型計(jì)算結(jié)果和實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析，得出以下結(jié)論:1）進(jìn)行隨機(jī)數(shù)值模擬時(shí)，如果研究區(qū)可用資料較少，不足以獲取足量的參數(shù)信息時(shí)，使用貝葉斯推廣方法，借助先驗(yàn)信息對(duì)樣本信息進(jìn)行修正，再根據(jù)修正

4、后的統(tǒng)計(jì)特征對(duì)參數(shù)進(jìn)行隨機(jī)化，這種方法比單純使用樣本信息的統(tǒng)計(jì)特征對(duì)參數(shù)進(jìn)行隨機(jī)化處理更加合理、科學(xué);2）當(dāng)非飽和土層較厚、滲透系數(shù)較小時(shí)，其對(duì)污染物的阻隔作用較大，進(jìn)行飽和土層數(shù)值模擬時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮非飽和土層對(duì)污染物濃度的影響，將污染物移出非飽和土層時(shí)的濃度值作為飽和土層溶質(zhì)運(yùn)移模型的污染物濃度輸入值;3）進(jìn)行飽和土層溶質(zhì)運(yùn)移的數(shù)值模擬時(shí)，考慮了滲透系數(shù)不確定性的隨機(jī)模型比確定性模型更加科學(xué)。一方面考慮了隨機(jī)模型的計(jì)算結(jié)果更加接近實(shí)際情