大流速渗透地层人工冻结温度场模型试验研究的任务书.docx

大流速渗透地层人工冻结温度场模型试验研究的任务书
任务书
一、研究背景
地下水资源是人类生存和发展的重要基础，然而，由于水资源的不断开采和污染等因素的影响，地下水位下降或者污染逐渐成为了严重问题。在一些需要大量抽水、地下水位较低、地方缺水等情况下，对于地下水的维护和保护显得尤为重要。而人工冻结技术就是在保护地下水方面发挥了重要作用的一种技术。
人工冻结技术能够有效地降低地下水位，增加地下水蓄水量，同时还能够使污染物在地下水中不被传播，从而达到对地下水的保护和维护的目的。而在人工冻结技术中，对于温度场模型的建立和研究则显得尤为重要。因此，本文将选取大流速渗透地层的人工冻结温度场模型进行研究，旨在深入探讨人工冻结技术的相关问题，提高其在工程实践中的应用价值。
二、研究目的
1.建立大流速渗透地层人工冻结温度场模型，对模型的基本特性进行分析和研究。
2.对大流速渗透地层人工冻结温度场模型进行试验研究，以验证模型的准确性和可靠性。
3.探讨大流速渗透地层人工冻结技术对地下水和环境的影响，为后续工程实践提供科学依据。
三、研究内容
1.大流速渗透地层人工冻结温度场模型的建立：根据地质资料和工程实践，选取相应地质条件下的地质体进行数值模拟，建立相应的模型，分析模型的基本特性。
2.模型试验研究：在大流速渗透地层人工冻结温度场模型的基础上，进行试验研究，对模型的温度场进行测量和分析，以验证模型的准确性和可靠性。
3.环境影响分析：在大流速渗透地层人工冻结技术应用过程中，会对地下水和环境造成一定影响，因此需要对其影响进行分析，提出相应的环保措施和建议。
四、研究方法与技术路线
1.模型建立：基于ANSYS软件的有限元分析方法，建立大流速渗透地层人工冻结温度场模型。
2.模型试验研究：采用现场试验相结合的方法，对大流速渗透地层人工冻结温度场模型进行试验研究。
3.环境影响分析：采用SWMM（StormWaterManagementModel）数值模拟技术，对大流速渗透地层人工冻结技术对环境的影响进行定量分析和评估。
五、研究进度安排
本研究计划总用时12个月，具体安排如下：
1.前期准备与文献调研（1个月）
2.大流速渗透地层人工冻结温度场模型的建立（3个月）
3.模型试验研究（6个月）
4.环境影响分析（2个月）
5.结果分析与撰写论文（2个月）
六、研究经费预算
本研究的经费总计280万元，主要用于设备购置、人员费用、场地租金、材料和实验费用等，详见下表：
|序号|经费用途|经费（万元）|
|---|---|---|
|1|设备购置|80|
|2|人员费用|100|
|3|场地租金|20|
|4|材料和实验费用|80|
七、研究成果形式与安排
1.学术论文：撰写学术论文2篇。
2.项目报告：撰写1份项目报告。
3.调研报告：撰写1份前期调研报告。
4.实验手册：制作1份实验手册。
五、参考文献
1.邵彦民,朱海山,黄安平,等.冻结技术保护地下水应用研究进展[J].水科学进展,2005,16(4):503-510.
2.胡鸿毅,徐明,孙祎辰.地下水位降低与以炭为基础的化学氧化处理技术协同处理污染地下水的实验研究[J].清华大学学报(自然科学版),2009,49(6):754-759.
3.左开云,廖一帆,王俊霞.析沿深层土层地下水开采对地层松弛层温度场影响[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2020,39(6):848-854.
4.FanJ,WangY,WangJ,etal.Anumericalstudyonthree-dimensionalseasonalsoilfreezingandthawingprocesseswithphasechangeandwaterflow[J].InternationalJournalofHeatandMassTransfer,2020,159:120065.
5.QinJ,ChenY,LiY,etal.Numericalstudyonfrostheaveandthawsettlementbehaviorsofashallowfoundationinseasonalfrozenground[J].ColdRegionsScienceandTechnology,2019,166:102812.