基于福岛核电站冻结壁工程的温度场数值模拟研究

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背景资料

    2011年3月,日本东部海域发生9级特大地震并引发海啸,日本本州东海岸遭遇重创,位于此地的福岛核电站也遭遇冲击而受损,并引发了一系列核泄漏事故。九年过去后,善后和处理工作依然在进行中。从2014年6月开始,日本政府和日本东京电力公司开始对福岛第一核电站核污水实施“冻土遮水壁”对策,以防止核废水的污染。冻土壁是在土壤中建设长约1.5公里、深约30米的隔水壁,从而阻隔地下水流,是全球史无前例的大工程。

基于福岛核电站冻结壁工程的温度场数值模拟研究

冷冻管附近的地下水将在68周的时间内形成连续的土壤冻结壁,以阻止核废水流向海洋。

 

基于福岛核电站冻结壁工程的温度场数值模拟研究

冻结壁工程示意图

 

基于福岛核电站冻结壁工程的温度场数值模拟研究

    近期,DHI地下水工程师运用FEFLOW Pifreeze来评估该冻结壁工程如何阻止地下水流动。该工程分为几个阶段,先是对靠海一侧实施冻结,靠山一侧则分阶段逐步冻结。在本次案例中利用FEFLOW模拟了冻结壁附近区域的流场分布,土壤温度分布,最后对比了两种冻结顺序的效果(即靠山一侧和靠海一侧的冻结顺序)。

基于福岛核电站冻结壁工程的温度场数值模拟研究
基于福岛核电站冻结壁工程的温度场数值模拟研究
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土壤温度如何影响冻结过程

 

基于福岛核电站冻结壁工程的温度场数值模拟研究
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流场对冻结面积的影响

 

基于福岛核电站冻结壁工程的温度场数值模拟研究
基于福岛核电站冻结壁工程的温度场数值模拟研究

土壤水力传导系数随土壤温度的变化

 

 

    DHI的三维地下水数值模拟软件FEFLOW能够模拟地下水和非饱和带的冰冻和溶解现象,通过水的液相和固相转变扩展计算功能,支持任何以理查德方程求解的二维或三维FEFLOW水流和传热模型,广泛应用在冻土区水文研究,冻结壁工程以及地热系统等领域。

    关于该案例的详细资料和FEFLOW Pifreeze的相关介绍请联系我们!

原文始发于微信公众号(TheAcademybyDHI):基于福岛核电站冻结壁工程的温度场数值模拟研究

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