地下水污染修复效能中泵测试和示踪剂溴的研究

摘要

本研究是在一个回收铀矿场地进行，将溶解氢注入到矿井里进行还原以及固定剩余的溶解铀为研究的一部分，该研究对于整个生物方法修复铀矿污染地下水的项目具有很重要的学术和工程意义，实验和模型得出的结果对于下一步修复工作具有指导性。PEST，PMPATH和 MT3D模型的输入和输出数据可以用作建立 PHREEQC和MT3DMS地下水化学反应模型作为将来研究的方向。 该研究主要包含两大任务，首先在金斯维尔圆顶采矿场地井I-11A完成一个泵测试和一个示踪剂测试，利用所得数据制作和校准场地的水力模型和溴迁移的模型。随后建立一个原地泵测试，使用场地数据校正一个二维水力模型估算注入氢之前和之后系统里的水力渗透系数(K)和单位储水量(Ss)，同时进行原地示踪剂溴测试和使用场地数据进行校正二维迁移模型估算系统有效的纵向弥散性(?L)。 在注入氢测试中，水力模型和溴迁移模型的建立和校正是建立一个反应的二维迁移模型模拟地理化学反应和相应反应物种迁移的第一步，泵测试主要是用来评估注入氢之后蓄水层系统的渗透系数是否下降，从这两次泵测试得到的场地数据用来校准二维水力模型使系统的渗透系数，在氢气注入之前和之后可以被模拟出来。示踪剂溴测试的主要目的是用来评估注入氢之后的最大可能“影响范围”，从示踪剂溴测试得到的场地数据用来校准二维平流-弥散模型使系统的有效的纵向弥散性数值(?L)被模拟出来。相反的，由于氢气的注入平流和弥散可以使最大可能影响范围被模拟出来，最终观察在往井里注入氢气之前和之后进行蓄水层测试（泵测试）来观察渗透系数是否有很大的下降。除此之外，示踪剂溴测试也用来模拟有效分散性。MODFLOW水力模型被建立和校准用来估算渗透系数，MT3D运输模型被建立和校准用来估算分散性。 在氢气注入之前和之后最合适的水力渗透系数分别为0.438912厘米/分钟和0.179832厘米/分钟，结果表明在注入氢气之后水力渗透性减少了59%。然而，注入氢气之前和之后的水力渗透系数数值是在干净的沙粒的数值范围里，最合适的纵向弥散性数值是3.05米。用这个数值和通过注入溴示踪剂来估算有效性区域来确定水动力扩散，影响半径为7.62米，考虑平流和弥散的影响是只考虑平流影响的被影响范围区域的5.69倍。