地下水环境影响评价.ppt
《地下水环境影响评价.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《地下水环境影响评价.ppt(130页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、地下水环境影响评价地下水环境影响评价1.评价方法评价方法oo类比法类比法类比法类比法n n由于污染物的迁移除取决于污染物由于污染物的迁移除取决于污染物由于污染物的迁移除取决于污染物由于污染物的迁移除取决于污染物本身特征本身特征本身特征本身特征外,还取决外,还取决外,还取决外,还取决于于于于环境水文地质条件和水文地球化学条件环境水文地质条件和水文地球化学条件环境水文地质条件和水文地球化学条件环境水文地质条件和水文地球化学条件n n环境水文地质和地球化学条件的环境水文地质和地球化学条件的环境水文地质和地球化学条件的环境水文地质和地球化学条件的相似性相似性相似性相似性决定了其污染影决定了其污染影决定
2、了其污染影决定了其污染影响的响的响的响的可比性可比性可比性可比性n n在查明在查明在查明在查明相似工程项目相似工程项目相似工程项目相似工程项目及其所处地区的环境水文地质条件及其所处地区的环境水文地质条件及其所处地区的环境水文地质条件及其所处地区的环境水文地质条件和地球化学基础上,通过和地球化学基础上,通过和地球化学基础上,通过和地球化学基础上,通过量化处理量化处理量化处理量化处理,即可对拟建项目的,即可对拟建项目的,即可对拟建项目的,即可对拟建项目的环境影响范围、大小环境影响范围、大小环境影响范围、大小环境影响范围、大小做出评估做出评估做出评估做出评估n n在量化处理中将开发因素与环境后果都概
3、化为数值指标,在量化处理中将开发因素与环境后果都概化为数值指标,在量化处理中将开发因素与环境后果都概化为数值指标,在量化处理中将开发因素与环境后果都概化为数值指标,并确定出并确定出并确定出并确定出类比系数类比系数类比系数类比系数。依此,即可进行环境影响预测。依此,即可进行环境影响预测。依此,即可进行环境影响预测。依此,即可进行环境影响预测2.实例:实例:oo利用稳定铬同位素(利用稳定铬同位素(利用稳定铬同位素(利用稳定铬同位素(53Cr/52Cr53Cr/52Cr)在)在)在)在CrCr(VIVI)被还原过程中发生的同位素分馏机理)被还原过程中发生的同位素分馏机理)被还原过程中发生的同位素分馏
4、机理)被还原过程中发生的同位素分馏机理可定量评价含水层对可定量评价含水层对可定量评价含水层对可定量评价含水层对CrCr(VIVI)的还原速率和还)的还原速率和还)的还原速率和还)的还原速率和还原能力原能力原能力原能力oo这样,只要我们掌握了一个地区特定含水层中这样,只要我们掌握了一个地区特定含水层中这样,只要我们掌握了一个地区特定含水层中这样,只要我们掌握了一个地区特定含水层中铬同位素(铬同位素(铬同位素(铬同位素(53Cr/52Cr53Cr/52Cr)的变化规律,就可)的变化规律,就可)的变化规律,就可)的变化规律,就可以定量预测以定量预测以定量预测以定量预测CrCr(VIVI)在该含水层中
5、的被还原情)在该含水层中的被还原情)在该含水层中的被还原情)在该含水层中的被还原情况况况况 3.评价方法评价方法oo数学模拟法数学模拟法n n在区域水文地质特征调查基础上,根据污染途在区域水文地质特征调查基础上,根据污染途在区域水文地质特征调查基础上,根据污染途在区域水文地质特征调查基础上,根据污染途径分析,通过建立径分析,通过建立径分析,通过建立径分析,通过建立数学模型数学模型数学模型数学模型,获取计算参数等,获取计算参数等,获取计算参数等,获取计算参数等步骤进行的步骤进行的步骤进行的步骤进行的n n数学模式包括污染物迁移和水质评价两大类数学模式包括污染物迁移和水质评价两大类数学模式包括污染
6、物迁移和水质评价两大类数学模式包括污染物迁移和水质评价两大类n n在污染物迁移模式中,可视情况和条件采用在污染物迁移模式中,可视情况和条件采用在污染物迁移模式中,可视情况和条件采用在污染物迁移模式中,可视情况和条件采用数数数数值方法或解析法值方法或解析法值方法或解析法值方法或解析法,而模式中所需参数需要经过,而模式中所需参数需要经过,而模式中所需参数需要经过,而模式中所需参数需要经过现场调查、现场试验及实验室测量来获取现场调查、现场试验及实验室测量来获取现场调查、现场试验及实验室测量来获取现场调查、现场试验及实验室测量来获取4.污染物迁移的数学模型污染物迁移的数学模型运移方程运移方程(i,j=
7、1,2,3)2004-11-115.污染物迁移的数学模型污染物迁移的数学模型初始条件初始条件区域区域()上所有点在某一初始时刻上所有点在某一初始时刻t=0时的时的浓度分布浓度分布2004-11-116.污染物迁移的数学模型污染物迁移的数学模型边界条件边界条件第一类边界条件,边界上浓度是已知的第一类边界条件,边界上浓度是已知的第二类边界条件,边界上弥散通量是已知第二类边界条件,边界上弥散通量是已知第三类边界条件,边界上溶质通量是已知第三类边界条件,边界上溶质通量是已知 2004-11-117.数学模型的求解方法数学模型的求解方法解析法解析法简单条件下的溶质运移模型简单条件下的溶质运移模型表达式过
8、于复杂而难于实际应用表达式过于复杂而难于实际应用数值模拟法数值模拟法有限差分法(有限差分法(Finite Difference Method)有限单元法有限单元法(Finite Element Method)边界元法边界元法(Boundary Element Method)2004-11-118.1、有限差分法、有限差分法(FDM)基本思想基本思想l按时间步长和空间步长将时间和空间区域按时间步长和空间步长将时间和空间区域剖剖分分成若干成若干网格网格l用用未知函数未知函数在网格结在网格结(节节)点上的值所构成点上的值所构成的差的差分近似代替分近似代替所用偏微分方程中出现的所用偏微分方程中出现的各
9、阶导各阶导数数l把表示变量连续变化关系的偏微分方程把表示变量连续变化关系的偏微分方程离散离散为有限个为有限个代数方程代数方程l求解此线性代数方程组求解此线性代数方程组,以求出溶质在各网,以求出溶质在各网格结格结(节节)点上不同时刻的浓度点上不同时刻的浓度 2004-11-119.有限差分法有限差分法(FDM)基本步骤基本步骤l(1)剖分渗流区,确定离散点)剖分渗流区,确定离散点l(2)建立水动力弥散问题的差分方程组)建立水动力弥散问题的差分方程组l(3)求解差分方程组)求解差分方程组点逐次超松驰方法点逐次超松驰方法(SOR)线逐次超松驰方法线逐次超松驰方法(LSOR)交替方向隐式迭代法交替方向
10、隐式迭代法(IADI)及强隐式方法及强隐式方法(SID)等等2004-11-1110.差分与导数差分与导数(Tarley级数)级数)几种导数的差分近似几种导数的差分近似l1、一阶向前差分、一阶向前差分l2、一阶向后差分、一阶向后差分l3、一阶中心差分、一阶中心差分l4、二阶导数的差分、二阶导数的差分 2004-11-1111.差分方程的差分方程的相容性、收敛性、稳定性相容性、收敛性、稳定性l相容性相容性导数与其差分近似式之间存在导数与其差分近似式之间存在截断误差截断误差当时间步长当时间步长 t和空间步长和空间步长 x都趋近于零时,差分方都趋近于零时,差分方程的程的截断误差也趋近于零截断误差也趋
11、近于零,差分方程的,差分方程的极限形式就极限形式就是原偏微分方程是原偏微分方程这时,认为差分方程与偏微分方程是相容的,这种这时,认为差分方程与偏微分方程是相容的,这种相容性表示差分方程相容性表示差分方程“收敛收敛”于于原偏微分方程原偏微分方程2004-11-1112.差分方程的差分方程的相容性、收敛性、稳定性相容性、收敛性、稳定性l收敛性收敛性指指差分方程的解差分方程的解,即当步长,即当步长 t、x0时收敛于时收敛于原原偏微分方程的解偏微分方程的解l稳定性稳定性差分方程的求解是以差分方程的求解是以步进步进方式进行的,在逐步推进方式进行的,在逐步推进的过程中,的过程中,误差也逐步积累误差也逐步积
12、累若这种误差若这种误差积累积累保持保持有界有界,则差分方程是,则差分方程是稳定的稳定的;若这种误差积累若这种误差积累无界,无界,则差分方程是则差分方程是不稳定不稳定的的2004-11-1113.差分格式差分格式格式不同,其截断误差、稳定性条件不同格式不同,其截断误差、稳定性条件不同l1、显式差分格式、显式差分格式 l2、隐式差分格式、隐式差分格式l3、Crank-Nicolson差分格式差分格式 浓度取浓度取tn,浓度取浓度取tn+1,O(t+x2)O(t+x2)O(t2+x2)2004-11-1114.有限元法有限元法(FDM)基本思想基本思想 l把研究区域剖分为有限个子区域把研究区域剖分为
13、有限个子区域l在每个子区域上用在每个子区域上用某种插值函数某种插值函数来近似来近似待求解的未知函数待求解的未知函数l得到求解相应偏微分方程的得到求解相应偏微分方程的线性代数方线性代数方程组程组2004-11-1115.有限元法有限元法(FDM)种类种类l里兹里兹(Ritz)有限单元法有限单元法基于变分原理,从基于变分原理,从泛函取极小的变分问题泛函取极小的变分问题出发进行离散化的出发进行离散化的寻找泛函往往较为困难,常对原方程进行寻找泛函往往较为困难,常对原方程进行适当变换,但这种变换常引起较大的误差,适当变换,但这种变换常引起较大的误差,而导致计算失败而导致计算失败l伽辽金伽辽金(Galer
14、kin)有限单元法有限单元法 2004-11-1116.有限元法有限元法(FDM)基本步骤基本步骤加权余量法加权余量法(Method of Weighted Residuals)l设微分方程:设微分方程:L(u)f0l1、用一组有限级数、用一组有限级数代替未知函数代替未知函数u试探函数试探函数基函数基函数形状函数形状函数插值函数插值函数 2004-11-1117.有限元法有限元法(FDM)加权余量法加权余量法 余量余量R:RL()fl2、使余量、使余量R在某种意义下达到最小,找出待在某种意义下达到最小,找出待求参数求参数uj 简单的办法是使简单的办法是使R在区域平均意义下为零在区域平均意义下为
15、零但是,这对于但是,这对于M个未知数来说仅能得到一个方程。个未知数来说仅能得到一个方程。为了得到为了得到M个方程:通过选取权函数个方程:通过选取权函数W(i1,2,M),使每个加权的余量在积分意义下为零,使每个加权的余量在积分意义下为零2004-11-1118.有限元法有限元法(FDM)加权余量法加权余量法 根据权函数根据权函数Wi的选择方法不同,可以得到的选择方法不同,可以得到各种计算方法各种计算方法伽辽金法选取权函数伽辽金法选取权函数Wi为基函数为基函数i,即,即Wi=i 当待求函数为浓度当待求函数为浓度C时时 2004-11-1119.有限元法有限元法(FDM)加权余量法加权余量法l3、
16、将试探函数式代入权剩余方程,把、将试探函数式代入权剩余方程,把权剩余在整个区域上的积分化为在各个权剩余在整个区域上的积分化为在各个单元上的积分,然后求和,便得到一个单元上的积分,然后求和,便得到一个方程组方程组 2004-11-1120.有限元中的基函数有限元中的基函数 线单元线单元l试探函数试探函数l单元单元e的基函数的基函数 2004-11-1121.有限元中的基函数有限元中的基函数 三角形单元三角形单元 l试探函数试探函数l基函数基函数(结点(结点i,j,m按逆时针编号)按逆时针编号)2004-11-1122.有限元中的基函数有限元中的基函数 三角形单元三角形单元 l基函数的性质基函数的
17、性质l在结点在结点l上为上为1,在其它两个结点上为,在其它两个结点上为0l沿着三角形的边随距离作沿着三角形的边随距离作线性变化线性变化l在三角形在三角形中心中心处的值等于处的值等于1/3在在结点结点l的的对边对边上,上,l0在在单元上任一点单元上任一点处都有:处都有:i+j+m1矩形单元矩形单元 l=i,j,m2004-11-1123.边界元法边界元法(BEM)基本思想基本思想 l基于基于Green公式公式和和Green函数函数l把问题的解表示为把问题的解表示为沿区域边界的积分沿区域边界的积分l在计算上把三维问题约化为二维问题,在计算上把三维问题约化为二维问题,把二维问题约化为一维问题把二维问
18、题约化为一维问题l能能方便并且精确地处理作为奇点方便并且精确地处理作为奇点的井点的井点2004-11-1124.边界元法边界元法(BEM)基本原理基本原理lGreen公式公式表示平面上的曲线积分与二重积分之间的表示平面上的曲线积分与二重积分之间的关系关系 2004-11-1125.边界元法边界元法(BEM)基本原理基本原理lGreen第一公式、第二公式第一公式、第二公式令令Green第一公式:Green第二公式:2004-11-1126.边界元法边界元法(BEM)基本关系基本关系l若取若取lC为浓度为浓度lG称为称为Green函数,为函数,为区域区域中任意一固定点中任意一固定点(即基本点)(即
19、基本点)M0(x0,y0)至动点)至动点M(x,y)的距离)的距离若若M与与M0重合,重合,G在在M0点点产生的奇异性,不能应用产生的奇异性,不能应用Green第二公式。为此,第二公式。为此,可做一个以可做一个以M0为圆心,为圆心,为半径的园,把为半径的园,把M0包围起包围起来,余下的区域使用第二来,余下的区域使用第二公式公式 2004-11-1127.边界元法边界元法(BEM)基本关系基本关系l如果点如果点M0位于边界位于边界上,也可作类似处上,也可作类似处理,即以理,即以M0为圆心,为圆心,为半径作一半园为半径作一半园(园缺)。(园缺)。2004-11-1128.边界元法边界元法(BEM)
20、基本关系基本关系l可以统一写为可以统一写为 2004-11-1129.边界元法边界元法(BEM)基本步骤基本步骤 l1、先把、先把边界离散边界离散为为N个结点,每个结点用个结点,每个结点用直线相连,该联线称直线相连,该联线称为边界单元,外边界为边界单元,外边界上的结点编号顺序为上的结点编号顺序为顺时针顺时针,内边界上结,内边界上结点编号顺序为点编号顺序为逆时针逆时针。然后把然后把区域区域离散为离散为NT个个三角形三角形单元。单元。2004-11-1130.边界元法边界元法(BEM)基本步骤基本步骤 l2、在任意边界段、在任意边界段上,引进上,引进局部坐标局部坐标系(系(,),),找出找出浓度及
21、其法向导数浓度及其法向导数的表达式的表达式;在区域;在区域内部的浓度可用内部的浓度可用线线性插值基函数性插值基函数表示表示2004-11-1131.边界元法边界元法(BEM)基本步骤基本步骤 l3、离散形式的边界元积分方程:把、离散形式的边界元积分方程:把2中中的各表达式代入边界元法的的各表达式代入边界元法的基本关系方基本关系方程程l4、依次把每一、依次把每一边界结点边界结点和和内部结点内部结点当当作作基本点基本点i,写出上式的形式,便得到,写出上式的形式,便得到一方程组一方程组2004-11-1132.改进的数值法改进的数值法 必要性必要性l大量的计算实践表明大量的计算实践表明当弥散作用占优
22、时,能取得较为满意的计当弥散作用占优时,能取得较为满意的计算结果算结果对流作用占优的问题时,都会遇到两个数对流作用占优的问题时,都会遇到两个数值困难,即值困难,即数值弥散和过量数值弥散和过量2004-11-1133.改进的数值法改进的数值法 过量现象过量现象l一维流动一维水动力弥散问题一维流动一维水动力弥散问题的纯对流的纯对流l解析解解析解与与有限差分数值解有限差分数值解C-x曲曲线线 l在在浓度锋面浓度锋面附近数值计算的浓附近数值计算的浓度度超过最大浓度值超过最大浓度值1和小于最小和小于最小浓度浓度0。这种计算结果违背了基。这种计算结果违背了基本的物理意义。我们称这种现本的物理意义。我们称这
23、种现象为象为“过量现象过量现象”2004-11-1134.改进的数值法改进的数值法 数值弥散数值弥散l精确解析解的峰面是直立精确解析解的峰面是直立的,的,没有过渡带没有过渡带,但有限,但有限差分的数值解却存在一个差分的数值解却存在一个过渡带过渡带l这个过渡带在物理上显然这个过渡带在物理上显然是不存在的,它是由于数是不存在的,它是由于数值计算过程中的误差产生值计算过程中的误差产生的,通常称之为数值弥散的,通常称之为数值弥散 2004-11-1135.改进的数值法改进的数值法 改进方法改进方法l上游加权法上游加权法 l特征值法特征值法l动坐标法动坐标法l网格变形法网格变形法l随机步行法随机步行法
24、l引入人工扩散量法引入人工扩散量法2004-11-1136.实例实例淋滤作用下铀水冶尾矿库中核素在地下水中淋滤作用下铀水冶尾矿库中核素在地下水中淋滤作用下铀水冶尾矿库中核素在地下水中淋滤作用下铀水冶尾矿库中核素在地下水中迁移的反应迁移的反应迁移的反应迁移的反应-输运藕合模拟输运藕合模拟输运藕合模拟输运藕合模拟37.研究区概况研究区概况湘江2004-11-3038.库区地质结构剖面示意图库区地质结构剖面示意图更新统更新统棕红色砾石层,棕红色砾石层,呈透镜状发育,呈透镜状发育,单个透镜体厚单个透镜体厚12m,透镜体重迭部位厚透镜体重迭部位厚35m,砾石磨圆度高,分选性好,砾石磨圆度高,分选性好,砾
25、径多为砾径多为25cm,多呈孔隙式胶结多呈孔隙式胶结更新统更新统棕红色网纹状亚粘土棕红色网纹状亚粘土厚厚510m,多呈厚层状,多呈厚层状,胶结紧密,抗风化能力强,胶结紧密,抗风化能力强,具有清晰的黄白或白色具有清晰的黄白或白色蠕虫状条纹蠕虫状条纹全新统全新统砂卵石砂卵石全新统全新统亚粘土亚粘土湘湘江江上更新统上更新统棕黄色、红色粘土、亚粘土棕黄色、红色粘土、亚粘土3-12米厚米厚上更新统上更新统砂卵石砂卵石始新统流市组茶山坳段下部岩段,始新统流市组茶山坳段下部岩段,主要由紫红色、暗紫色泥岩、主要由紫红色、暗紫色泥岩、粉砂质泥岩和泥岩、粉砂岩粉砂质泥岩和泥岩、粉砂岩夹薄层状灰色钙泥质页岩和夹薄层
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 地下水 环境影响评价
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【精****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【精****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。