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郑春苗(Chunmiao Zheng),当前国际水文地质界知名学者。1983年毕业于成都地质学院水文地质专业,随后赴美国威斯康星(麦迪逊)大学留学,1988年获得水文地质博士学位。现任美国亚拉巴马大学地质科学系教授、北京大学工学院水资源研究中心讲座教授、主任。已主持30余项美国政府资助的科研项目,2006年获中国国家自然科学基金委员会海外杰如青年合作基金(水文地质类)。撰写专著Applied Contaminant Transport Modeling(1995年初版,2002年再版),发表论文100多篇,内容涉及地下水模拟、含水层非均质性对溶质迁移的影响、地下水污染治理方案与监测网设计以及地下水可持续利用管理等。开发了地下水污染模拟标准软件MT3D和MT3DMS,在100多个国家得到广泛使用。目前担任国际学术刊物Ground Water和Journal of Hydrology副主编,美国国家科研委员会(National Research Council)水文科学小组成员,国际水文科协(IAHS)国际地下水委员会主席(2009-2013)。荣誉包括美国地质学会Fellow、美国地下水协会1998年度、John Hem杰出贡献奖获得者、《纽约时报》中国环境与水问题专家、美国地质学会2009年度Birdsall-Dreiss杰出讲席奖获得者等。
Gordon D. Bennett,当前国际水文地质界知名学者。于1959年获美国圣母大学地质学学士学位,1961年获宾夕法尼亚州立大学地质学硕士学位。主要研究方向为地下水中溶质迁移模拟,及模型技术在复杂地下水系统分析、废物场地修复、地下水资源规划与管理中的应用。其著作涉及地球物理测井、水井水力学、模拟技术、淡水/成水相互作用以及区域水文问题。因其在水文地质科学领域的贡献,Gordon D. Bennett获得了许多荣誉,包括美国地下水协会颁发的John Hem奖(1998年)、美国内务部颁发的杰出贡献奖(1986年)、美国地质协会颁发的O. E. Meinzer奖(1981年)。
本书从理论与工程两方面进一步探讨地下污染物的迁移与修复。本书包含有关现场特性评价和水文地质评估等传统重点内容,与其他主要以水文地质工作者为读者的著作相比,本书侧重从工程分析和模拟的角度对复杂区域问题进行论述。本版不同之处在于,本版内容从理论与实践的角度对应用于危险性废物场研究对的工程方法和迁移理论迁移进行探讨,包括生物降解、土壤蒸汽迁移、污染物迁移模拟和场地修复等内容,并通过收入大量新的研究实例来说明各种评估方案和新的修复技术。
《地下水污染物迁移模拟(第2版)》内容简介:现今,地下水科学与工程领域的问题需要诸多专业合作解决,如地质学、水力学、地球化学、地球物理学以及生命科学。同时,随着各学科的分支学科不断涌现,并且每个分支学科向着日益复杂化和定量化发展,充分融合各学科的基本理念构建整体认知变得愈加困难。迁移模拟方法应运而生,并不断更新以应对此难题,为综合不同来源的大量野外实际资料,以及认识各种物理、化学及生物过程搭建了平台。
《地下水污染物迁移模拟》一书涵盖各个分支学科的基本概念,包括地下水中溶质迁移的基本原理、迁移方程的常用数值求解技术,并介绍了建立野外实际问题迁移模型的详细步骤。
第二版在第一版的基础上增添了污染物迁移理论与技术的最新进展,包括:
含水层非均质性对溶质迁移的影响;
可替代传统对流一弥散模型的双域质量传输法;
在讨论化学迁移的部分增加了一些化学过程与反应;
在求解技术中加入了TVD(总变差减小)法;
全新的第三篇,其中前两章分别讨论密度与饱和度变化条件下的地下水运动与溶质迁移模拟,第三章 讨论模拟-优化方法在地下水修复系统设计中的运用。
《地下水污染物迁移模拟(第二版)》是水文地质、环境工程和相关领域工作人员以及研究生的最佳参考著作之一。1998年,因《地下水污染物迁移模拟(第2版)》第一版的成就,作者荣获美国地下水协会John Hem杰出贡献奖。
进入地下水的污染物有来自人类活动的,有来自自然过程的。1.生活污水和生活垃圾会造成地下水的总矿化度、总硬度、硝酸盐和氯化物含量的升高,有时也会造成病原体污染。2.工业废水和工业废物可使地下水中有机和无...
方法 1应以预防为主。为此,必须进行必要的监测,一旦发现地下水遭受污染,就应及时采取措施,防微杜渐。最好是尽量减少污染物进入地下含水层的机会和数量,诸如污水聚积地段的防渗,选择具有最优的地质、水文地质...
地下水污染的主要原因有:过度开采地下水,引起地下水位下降,沿海地区海水倒灌;农业生产中大量使用化肥、农药以及污水灌溉等,污染物渗入地下水中;受污染的地面水体或废水渠、废水池、废水渗井等连续渗漏。地下...
该书理论联系实际,着重阐述专业人员急需解决的地下水污染的预防、迁移与修复问题,尤其是非常复杂的污染物迁移问题。
该书新版内容主要包括新增一章有关污染物的吸附、生物降解及自然衰减过程:对风险评价管理的内容以及军方和超级基金资助的多个示范项目的研究成果进行了大量补充。受非水相流体(NAPLs)、残余油、非饱和层蒸汽、浮于含水层水面的泄漏汽油和沉渗到含水层底部的泄漏氯化溶剂等污染的污染源问题已引起人们越来越多的关注,本书对此进行了更新充实。所涵盖的内容包括:
1.1 溶质迁移及模拟的作用
1.2 历程回顾
1.2.1 1960年以前
1.2.2 1960年以后
1.3 本书简介
1.4 关于计算软件
2.1 粒子平均速度与运移时间
2.2 广义达西定律与地下水流方程
2.3 对流迁移
2.3.1 质量守恒定律与求解对流迁移的欧拉法
2.3.2 求解对流迁移的粒子追踪法
3.1 引言
3.2 微观弥散过程
3.2.1 水动力弥散机制
3.2.2 弥散迁移与分子扩散的类比
3.2.3 二维弥散通量与弥散系数
3.2.4 三维弥散通量与弥散系数
3.2.5 溶质迁移计算中的孔隙度
3.3 宏观弥散
3.4 建立对流-弥散方程
3.5 对流-扩散系统
4.1 引言
4.2 平衡吸附
4.2.1 吸附等温线及迁移方程中的吸附项
4.2.2 有机化合物的吸附
4.2.3 离子交换
4.3 吸附动力学
4.4 一级不可逆反应
4.5 莫诺动力学反应
4.6 多组分动力学反应
4.6.1 快速反应
4.6.2 多元莫诺动力学反应
4.6.3 一级母-子连锁反应
4.7 双域系统中的化学反应
5.1 溶质迁移的数学模型
5.1.1 控制方程
5.1.2 初始条件
5.1.3 边界条件
5.1.4 数学模型的解
5.2 解析解
6.1 引言
6.2 粒子追踪法
6.2.1 速度插值
6.2.2 追踪方案
6.2.3 空间离散的影响
6.3 捕获带刻画
6.3.1 二维稳定流
6.3.2 三维稳定流
6.3.3 非稳定流
6.4 运移时间的估算
6.4.1 污染物到达/穿透分布
6.4.2 清理时间
6.4.3 居留时间及地球化学演变
6.5 常用粒子追踪法计算程序
7.1 引言
7.2 欧拉法
7.2.1 有限差分法
7.2.2 有限元法
7.2.3 有限元法与有限差分法的比较
7.3 拉格朗日法
7.4 混合欧拉-拉格朗日法
7.4.1 特征法(MOC)
7.4.2 修正特征法(MMOC)
7.4.3 混合特征法
7.4.4 常用欧拉-拉格朗日法程序
7.5 总变差减小(TVD)法
8.1 引言
8.2 非平衡吸附
8.3 双域质量传输
8.4 多组分动力学反应
8.4.1 联立求解法
8.4.2 算子分离法
8.5 迁移与地球化学耦合模拟
8.6 常用化学迁移计算程序
8.7 实例:自然稀化的模拟
8.7.1 场地描述
8.7.2 模拟方法
8.7.3 数值模型
8.7.4 结果讨论
9.1 模型应用的过程
9.2 确定目标
9.3 资料收集及概念模型的建立
9.4 计算程序的选择
9.5 建立污染物迁移模型
9.6 模型校准和敏感性分析
9.7 预测和不确定性
9.8 成功应用模型的关键
10.1 起步工作
10.1.1 目前对水流系统的认识
10.1.2 模型的维度
10.1.3 模拟的范围
10.2 空间离散¨
10.2.1 水平节点间距
10.2.2 垂向离散
10.3 时间离散
10.4 初始条件
10.5 边界条件
10.5.1 指定浓度条件的使用
10.5.2 指定质量通量条件的使用
10.5.3 水流模型边界条件对溶质迁移的影响
10.5.4 水流与迁移边界条件的比较
10.5.5 水流与迁移模型的尺度效应
10.6 源和汇
10.6.1 源和汇的类型
10.6.2 源和汇的浓度
10.7 数据管理
10.7.1 预处理和后处理
10.7.2 地理信息系统(GIS)
11.1 迁移模拟需要的数据
11.2 水流参数
11.2.1 渗透系数
11.2.2 储水系数与给水度
11.3 溶质迁移参数
11.3.1 孔隙度
11.3.2 弥散度
11.4 化学参数
11.4.1 吸附常数
11.4.2 动力学反应速率
12.1 模型校准的基本概念
12.1.1 校准过程
12.1.2 校准、验证和证实
附录A 达西定律与密度水流方程
附录B 地下水流流函数的应用
附录C 地下不模拟软件信息
参考文献
索引2100433B
某污灌区污水-土壤-地下水污染物分布特征
通过对某污灌区灌溉水、土壤及地下水的取样分析,研究了灌区污染物的分布特征。结果表明:灌区主要污染物为重金属Zn、多环芳烃和农残六六六。不同污染物分布特征不同。重金属主要富集于土壤表层,如Zn大部分富集于耕植层中(0~30cm),但浓度过高,其可向深部迁移。多环芳烃按分子量可分为三类,小分子量芳烃迁移过程中降解转化显著;中分子量芳烃迁移至深部土壤和地下水,土壤各深度吸附量几乎相同;大分子量芳烃化学性质稳定,易吸附沉积于表层土壤和底泥中。农残六六六迁移深度至少可达50m。
中国地下水污染概况
中国地下水污染概况 THE SURVEY OF CHINESE GROUND WATER POLLUTION 胡俊松 08822016 南京大学金陵学院 环境科学 摘要 :地下水资源是我国重要的水资源,然而由于人们不合理的 开发利用和人为的污染, 使得地下水资源的质量不断下降。 地下水污 染正日益受到关注, 如生活和工业污水入渗, 过度开采等都回造成地 下水的污染。我们只有认清地下水的污染原因以及方式, 才能找到根 本方法解决地下水污染的问题。 关键词 : 地下水( ground water ) 污染 (pollution) 原因 (reason) 概况 (survey) 地下水资源是重要的自然资源 ,在维持生态平衡 ,保障城乡居民生活 , 维持经济持续发展中发挥了重要的作用。 地下水资源不仅储存量大 ,还具 有水质好分布广泛,便于就地开采利用等优点。 我国地下水资源的概
《地下水污染——迁移与修复(原著第二版)》是一本可供研究人员和工程师参考的有关地下水污染与修复的全新的著作。该书理论联系实际,着重阐述专业人员急需解决的地下水污染的预防、迁移与修复问题,尤其是非常复杂的污染物迁移问题。
批准号 |
40802053 |
项目名称 |
优先水流通道影响下地下水污染物迁移的实验研究 |
项目类别 |
青年科学基金项目 |
申请代码 |
D0702 |
项目负责人 |
刘杰 |
负责人职称 |
副研究员 |
依托单位 |
北京大学 |
研究期限 |
2009-01-01 至 2011-12-31 |
支持经费 |
20(万元) |
溶质迁移的数学模型是研究地下水污染和修复的重要手段。但由于含水层的非均质性,特别是分米或更小尺度优先水流通道对溶质迁移的影响,传统溶质迁移模型在定量描述实际含水层中污染物迁移过程时理论计算与实测结果往往存在较大差距。近年来申请人和合作同事在研究分米尺度的优先水流通道对溶质迁移的控制机理方面取得了一些重要理论成果,但是这些成果大多是在总结野外数据的基础上经过数值模型调整参数得到的,急需具有严格控制条件的实验进行验证和进一步发展。本项目将利用现有的砂箱模型通过实验获取大量数据,独立计算出溶质在优先水流通道与基质之间质量交换系数的理论值,并将该理论值代入双重介质质量交换模型中与砂箱实验实测结果进行对比,从而验证溶质在优先水流通道与基质之间质量交换系数公式的有效性和适用性。完成该研究将能更加准确地刻画溶质在非均质含水层中的运移情况,为建立优先通道控制下的多孔介质中溶质运移的前沿理论作出重要的贡献。 2100433B