[发明专利]微生物场耦合驱动下水土系统中有机物迁移分布预测方法

权利要求书

1.微生物场耦合驱动下水土系统中有机物迁移分布预测方法，其特征在于：包括如下步骤：

构建基于多重莫诺方程的污染场地水土系统中的微生物场模型；

耦合微生物场模型以构建多场耦合模型；

根据场地污染范围确定多场耦合模型的区域尺度；

根据区域尺度确定区域有机物迁移分布的模拟预测指标，并通过调查分析获取模拟预测指标的代表值；

将模拟预测指标的代表值代入多场耦合模型中进行迭代计算，得出未来任意时段内区域土壤－地下水系统中预测指标的空间分布预测值。

2.根据权利要求1所述的微生物场耦合驱动下水土系统中有机物迁移分布预测方法，其特征在于：所述基于多重莫诺方程的污染场地水土系统中微生物场模型为：

其中，B为微生物含量，包括吸附态微生物B_s和自由态微生物B_ns，ρ_b为多孔介质的干体积密度，ε为多孔介质孔隙率，Y为生产系数，t为时间，μ_max,B为生物量最大比底物利用率，I_R、I_NR分别为竞争性和非竞争性抑制因子，f_T,f_CW为温度和水相饱和度的抑制因子，C为底物浓度，K_C为底物半饱和常数，I_H为毒性作用产生的卤烷抑制因子，S_β为β相饱和度，E为EA浓度，K_EA为EA半饱和常数，I_B为生物质生长抑制因子，δ为一级生物量死亡率常数，K_R、K_NR为竞争性、非竞争性的半饱和常数，K_Bio为生物量抑制常数，K_H为Haldane抑制常数，D_xx、D_yy、D_zz分别为水动力弥散系数D在三个坐标轴上的分量，v_x、v_y、v_z为间隙微生物速度v在三个坐标轴上的分量，f_s代表吸附态微生物由于生长繁殖死亡引起的生物量的变化，f_ns代表自由态微生物由于生长繁殖死亡引起的生物量的变化，ω代表微生物在自由态与吸附态之间的分配系数。

3.根据权利要求1所述的微生物场耦合驱动下水土系统中有机物迁移分布预测方法，其特征在于：所述多场耦合模型是由微生物场模型、多相流动力场模型、温度场模型和化学场模型通过彼此间的共同的参数两两耦合构建而成。

4.根据权利要求3所述的微生物场耦合驱动下水土系统中有机物迁移分布预测方法，其特征在于：所述多相流动力场模型为：

其中，v_βx、v_βy、v_βz为β相流体渗流速度矢量v在三个坐标轴上的分量，β是指示相，ρ_β为β相流体密度，t为时间，S_β为相饱和度，H_β为β相流体的水头，f₃为多相流体的源汇项，v_β为β相流体渗流速度矢量，k_γβ表示β相的相对渗透率，k表示为总渗透率，μ_β表示为β的粘滞度；g重力矢量，p_β是相中的流体压力，是参考相中压力p和毛细压力p_cβ的总和。

5.根据权利要求3所述的微生物场耦合驱动下水土系统中有机物迁移分布预测方法，其特征在于：所述温度场模型为：

其中，T为温度，t为时间，C_m、C_w分别为多孔介质和水的热容量，λ为热动力弥散系数，λ_xx、λ_yy、λ_zz分别为热动力弥散系数λ在三个坐标轴上的分量，v_x,v_y,v_z为实际平均流速v在三个坐标轴上的分量，f₁为单位时间单位体积含水层内由其他的化学反应或者微生物活动引起的热量变化。