用穿透曲線研究可溶性污染物在岩溶管道中的輸運

《用穿透曲線研究可溶性污染物在岩溶管道中的輸運》是李光泉為項目負責人，雲南大學為依託單位的地區科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：用穿透曲線研究可溶性污染物在岩溶管道中的輸運
• 項目類別：地區科學基金項目
• 項目負責人：李光泉
• 依託單位：雲南大學

項目摘要

岩溶地區的地下水流動和溶質輸運是目前國際上水文地質研究的一個熱點，目前的研究還集中在單根管道上。本研究側重介質水對管道內可溶性污染物輸運的作用，擬採用Toride(1993)的雙區域非平衡模型（2RNE）和申請人的變彌散模型來模擬單根管道的輸運過程，並發展簡單多管道模型。國內實驗場址首選在雲南九鄉溶洞，其次是雲南彌勒的冒水洞；國外研究地點選擇在美國Florida的Emerald天窗。該項目的核心是運用數學物理方法來模擬岩溶地區可溶性污染物在管道內的輸運，創新點在於用比較容易獲取的泉口穿透曲線來研究污染物在複雜岩溶管道中的運移過程，依據是管道水流和輸運的信息會反映在穿透曲線上。本研究將為西南岩溶地區水資源管理保護部門關於利用岩溶水的決策提供科學依據，並提升我國在該領域的地位。

結題摘要

在我國，過去由於缺乏環境觀念，地下水污染是一個嚴重問題。當前由於政府和人民意識到這關係到人的健康和環境質量，地下水污染越來越受重視。地下水問題不同於普通地質問題，因為有水流的驅動，其時間尺度小於幾百年，而普通地質問題的時間尺度一般是上萬年。在岩溶地區，由於管道水流很快，污染物在短時間內（低於一個月）就會擴散開，造成大面積污染。從學術研究的角度，岩溶地區的水流和污染物傳播是國際水文地質研究的一個難點，因為管道在物理上構成了優勢路徑，在數學上造成了奇異性。因此，岩溶地區的水文地質研究不但有科學含義，也具有實際套用價值。 在國家自然科學基金的資助下，本項目運用數學物理方法和野外示蹤實驗來研究岩溶地區污染物在管道內的輸運過程，尤其側重管道水流對污染物輸運的控制作用。建立並求解了介質水與管道水的耦合模型，並發展簡單多管道模型。國外研究地點選擇了美國Florida的St.Marks岩溶流域，國內實驗場址是雲南瀘西平海子水庫南邊永寧河的小流域。對前者利用了別人的示蹤實驗結果和美國地質調查局的數據，對後者進行了實地示蹤實驗，最後利用這些數據對多管道模型進行了檢測。 本項目的結果為在國際SCI刊物上正式發表了5篇學術論文，另有一篇已接受在印，達到了計畫中3篇SCI論文的要求。得到的重要科學結論歸納在這些論文的摘要中。