海口市地下水含水层结构三维可视化建模初探

本文在对海口市水文地质条件及钻孔资料分析的基础上,对各钻孔柱状图进行了研究,重新统一了岩性和含水层划分的标准,绘制了反映各含水层空间结构的等值线图,并结合研究区的边界条件、地表地形参数等,在GMS软件平台上实现了海口市地下水系统结构的三维可视化,形象直观地再现了含水系统的空间结构及其空间变化规律,可为海口市地下水资源的管理和利用提供依据。     

复合有机污染物在含水层介质表面的吸附性能

为明确氯代烃芳香烃类复合污染物在含水层介质上的吸附特性,选取甲苯、苯、1,2-二氯丙烷,1,2,3-三氯丙烷（TCP）作为典型污染物开展吸附试验,结果表明吸附过程符合Henry线性模型,分配系数K_p值分别为0.38,0.41,0.73,1.00kg/L,污染物在细砂上的吸附强度顺序为甲苯>苯> 1,2-二氯丙烷> TCP;竞争吸附试验结果表明,苯可以明显促进甲苯在细砂介质上的吸附,而甲苯抑制了苯的吸附;1,2-二氯丙烷抑制TCP在细砂介质上的吸附,而TCP对1,2-二氯丙烷的吸附影响并不明显.TCP在含水层介质上的吸附量随甲苯浓度增加而增大;当甲苯初始浓度<2mg/L时,TCP对于甲苯在含水层介质上的吸附起促进作用,当甲苯的初始浓度³2mg/L时,TCP对于其在含水层介质上的吸附起抑制作用.     

矿山开发对地下水的影响研究

矿山开采中的环境地质问题目前引起了足够重视,含水层破坏问题就是其中之一,将会影响到地下水资源.文章以个旧矿区为例,探讨了矿山开采引起的含水层结构破坏、地下水水位变化、地下水补径排条件改变和水质污染等现象,对矿山地下水综合利用及矿山地质环境保护提出参考建议,为矿山环境恢复治理提供科学依据.     

江苏新沂市越流含水层的地下水资源评价

中国利用越流含水层作为城市供水水源地的实例并不多见。本文根据实际开采资料,利用伽略金（Ｇａｌｅｒｋｉｎ）有限元法计算当补给层水头变化时越流含水层的地下水资源,并提出水位预测的方法。还利用补给层的水量平衡评价越流含水层开采量的保证程度,预测了新水源地投产后对老水源地的影响。本文对于正确认识越流含水层的地下水资源特性及其在城市供水中的意义有重要参考价值。     

含水层压缩空气储能过程中储层渗流特性及地球化学过程研究进展

含水层压缩空气储能(compressed air energy storage in aquifer, CAESA)是实现“双碳”目标的重要途径,储层中的渗流条件及地球化学过程是其能否规模化应用的先决条件. 本文在文献计量学分析基础上,系统归纳技术发展历程及场地探索案例,全面整理CAESA过程中储层渗流条件的前期研究,以地球化学过程为关注重点总结储层渗流条件的变化特征,提出相应的研究展望. 结果表明:①渗透率、孔隙度通过影响储存气囊压力的稳定性进而决定系统性能,其中渗透率存在适宜区间,渗透率较低将限制气体循环,渗透率较高则不利于维持气囊压力. ②应力变化及地球化学过程均会引起储层渗流条件的变化,地球化学过程影响途径主要包括原生矿物溶解、次生矿物沉淀及氧化反应,CO₂组分参与的水-岩反应对储层具有重要影响. 为实现对于储层渗流特性的认识突破,未来应以储层渗流条件、压缩空气储存机制为研究重点,充分结合试验、数值模拟等技术手段,进一步关注储能模式下储层渗流条件变化及非均质性影响,加强针对压缩空气在储层中的动力学、热力学行为研究,明晰地球化学过程对储层条件的关键影响,从储层角度论证大规模储能应用的高效可行.      

河道污染质垂向迁移对地下水影响的研究

包气带是连接地表水和地下水的重要通道,对地下水资源有很好的"屏障"功能,而近年来工农业废水及生活污水的大量排放已影响到了地下水的"安全".为此,在渭河河漫滩进行了模拟河流的垂向入渗试验,并通过建立数学模型对水分和六价铬在具有弱透水层的多层介质中的迁移进行了模拟运算.试验和模拟结果一致表明,弱透水层虽对地下水有很好的保护作用,但在上部土壤层易形成面状污染带,而且由于大的浓度梯度作用,一旦污染质穿透该层将很快污染到地下水.     

纳米乳化油修复地下水硝酸盐过程中产气及微生物增殖代谢对多孔介质堵塞的模拟评估

为有效评估纳米乳化油原位处理地下水硝酸盐过程中,产气及微生物增殖代谢对含水层多孔介质的堵塞作用,以纳米乳化油为碳源,采用市售反硝化菌剂接种微生物进行硝酸盐降解批实验研究,探讨产气及微生物增殖代谢的动态变化及特征,并基于Kozeny-Carman(K-C)方程、Clement、Pham及Kozeny Grain(KG)模型,对假定含水层一维流模拟柱,预估产气及微生物增殖代谢造成的渗透性损失,识别堵塞过程及主导因素.结果显示,反硝化菌降解效果良好,硝氮总去除率达90.23%.CO_2及N_2为主要产气成分,降解1 mg硝氮对应的平均CO_2产气量为0.71 mL,平均N_2产气量为0.14 mL;微生物代谢产物胞外聚合物以蛋白质及多糖为主,降解1 mg硝氮平均蛋白产量为0.64 mg,平均多糖产量为0.16 mg.在含水层不与外界交换气体的假设前提下,K-C方程预测显示产气可在2个周期内造成渗透性完全损失,Clement、Pham及KG模型评估的微生物增殖代谢造成中、细砂渗透性损失分别为10.87%～31.10%、12.77%～48.32%,分析认为初期细胞生物量是导致渗透性骤降的关键因素,后期为细胞生物量和胞外聚合物共同作用.此外,封闭体系中产气是堵塞的主导因素,随着含水层开启程度增加,产气的贡献占比会下降,微生物的贡献占比提高.因此,对于相对封闭的含水层系统,探索增强其开放状况是缓解堵塞的有效途径之一.     

胶态微泡沫用于冲洗含水层的迁移分布特征

目前有关胶态微泡沫(CGAs)冲洗含水层过程中的迁移分布特性尚不明确,本研究利用二维模拟实验详细探究了注入速率、表面活性剂浓度和介质条件对CGAs迁移分布时空变化特征的影响.结果表明,在单侧单点注入条件下,CGAs的波及区域形状近似半圆形,迁移锋面相对规则;CGAs破裂产生的泡沫液分布在其迁移锋面四周,泡沫气体受地下水...     

海水入侵过程中水-岩相互作用的土柱试验研究

利用青岛市大沽河下游海水入侵区的砂样、海水、地下水进行土柱试验,模拟海水入侵过程中可能发生的水文地球化学作用.结果表明,海水入侵过程中在混合作用的基础上,阳离子交换吸附作用是主要的,该作用通常发生在地下水与牯粒之间,尽管试验中所取砂样的粘粒含量很少(2.99%),但是现象非常明显,Na 与Ca 、Mg2 发生逆向交换;Mg2 与Na 交换平衡后,又与Ca2 发生交换吸附;而K 与Ca2 仅发生了少量的交换吸附作用.同时海水占地下水比例40%左右,地下水中开始出现方解石和白云石沉淀;海侵过程中石膏始终是溶解的.以上研究有助于推动海水入侵、海退机理的研究,为海水入侵预测、定量评价与防治提供科学依据.     

密度效应对修复药剂在含水层迁移的影响——以KMnO4溶液为例的室内实验研究

利用典型的地下水修复药剂KMnO₄,通过一系列二维模拟槽实验,探究了密度效应作用下KMnO₄在模拟含水层的迁移分布规律,并分析了溶液浓度和介质粒径对密度效应的影响.结果表明,KMnO₄溶液在中砂和粗砂的模拟含水层中产生了明显的下沉现象,且迁移锋面的下沉程度会随着迁移进程不断加重,这导致KMnO₄的运移逐渐由推流向分层流转变,致使部分浅层模拟含水层无法接触KMnO₄;介质粒径越大、药剂浓度越高,密度效应造成的初期锋面下沉现象越明显,但后期下沉的变化幅度却和粒径与浓度成反比;对于锋面后的药剂迁移主体区域,KMnO₄会随着迁移时间延长逐渐分布均匀,并达到与原浓度基本一致的水平.