非饱和-饱和区重金属污染物运移数值模拟研究

"非饱和-饱和区域中重金属污染物运移的数值模拟" 本文主要探讨了非饱和-饱和区域中重金属污染物的运移问题，作者梁冰和姜利国来自辽宁工程技术大学。他们建立了一个数学模型，该模型结合了非饱和流动理论和溶质运移理论，以量化描述这一区域内的水流和溶质迁移过程。模型采用了V-G模型来描述土壤水分特征函数，并利用Lagrange-Quadratic方法进行求解，从而得到模拟结果。 在非饱和-饱和区域内，压力水头、饱和度以及污染物的阻滞因子会随土壤含水率的变化而变化，这是与饱和流区别的关键特征。重金属污染物的迁移问题在土壤科学中至关重要，因为它们可能对土壤质量、植物、动物和人类健康造成严重影响，且难以完全清除。随着工农业的发展和人口增长，土壤污染问题日益严重，尤其是重金属污染，其多源性、隐蔽性和潜在的长距离传输性引起了广泛关注。 早期的研究主要集中在80年代的欧美国家，通过土柱实验确定了非饱和带的垂向一维弥散系数和衰减系数，以及液相和固相浓度的分配系数。这些研究借鉴了Henry、Freundlich和Langmuir的等温吸附模型来描述固液之间的吸附和解吸过程。数学模型的求解方法也逐渐从简单的解析解发展到考虑复杂因素的数值解，以更准确地模拟污染物迁移的实际状况。 在中国，也有许多学者如朱济成、吴岳和聂永丰等对非饱和土壤中的重金属迁移转化进行了试验和数值模拟研究。然而，由于土壤污染的隐蔽性和溶质运移的复杂性，如弥散机制和化学反应过程的不明确，使得这一领域的研究仍存在诸多挑战。因此，建立更精确的模型和理解污染物在非饱和-饱和区域中的行为对于环境管理和污染控制具有重要意义。