基于土壤和气象条件的点源泄漏CO2 土壤扩散时空变化研究

为了探究CO2捕集与封存(Carbon dioxide Capture and Storage,CCS)项目近地表工程中CO2泄漏对土壤环境的影响,通过大田模拟点源泄漏试验,监测土壤CO2体积分数,并整理同步气象数据,调查土壤物理性质,以统计分析土壤CO2体积分数与土壤性质及气象条件的时空关系分析.结果表明:土壤孔隙和容重表现为明显的水平和垂直分异特点,土壤温度和含水量表现为明显的时间变化特征.受降水事件影响,土壤CO2体积分数随着时间延长明显波动,且与土壤温度呈正相关关系,与土壤含水量呈负相关关系(P＜0.05);受土壤物理性质空间非均质特征影响,土壤CO2体积分数随着离源距离的增加而明显衰减且表现为各向异性,与土壤通气孔隙度呈正相关关系(p＜0.01),且其横向扩散距离为泄漏源埋深的2.85倍.建立了土壤CO2体积分数与土壤温度及离源距离间的时间变化函数以及土壤CO2体积分数与土壤通气孔隙度及离源距离间的空间变化函数.并得出,浅地表点源CO2泄漏受土壤非均质性和降水事件影响明显,但其横向扩散范围有限.