咸-淡水界面水敏性的机理与应用研究

通过对咸淡水界面水敏性的机理研究,表明盐浓度和水流速度变化引起多孔介质中微粒的膨胀,运移/沉积是导致咸-淡水界面渗透性变化的客观基础.另外,文章还综合论述了渗透性的变化在石油、岩土、环境和化学工程领域的应用及发展状况.指出咸淡水界面水敏性的研究对防止海水入侵具有重要的现实意义.     

降雨入渗与地表径流污染减量模拟试验研究

针对造成水体污染的城市降雨地表径流问题,建立模拟降雨系统,选用聚合物与功能材料,改良土壤结构,提高土壤对雨水的渗透性,削减地表径流及径流携带污染物对纳污水体的污染.结果表明,复合施用PAM与沸石使降雨径流过流体土壤结构被改良,对降雨径流的削减作用明显,对土壤的降水渗透有显著的促进.数据表明,沸石与PAM配施对削减降雨地表径流与提高降雨土壤入渗的效果有协同作用.在36、72和108 mm/h不同降雨强度下,处理土壤水的入渗较对照分别提高了35%～76%、32%～66%和18%～47%,降雨后土壤的含水量较对照可提高1～5倍.     

高负荷地下土壤法处理有机污水的模拟实验研究

针对传统地下污水渗滤系统的主要缺陷,提出了采用人工土壤提高系统的污水承载能力,采用多层过渡结构增大颗粒有机物的接触氧化表面积,采用高渗透性夹层增加氧气供应,以提高污水地下处理系统的水力负荷,延长其使用寿命.以我国南方典型的红壤土、砂和砾石为填充材料进行了实验室模拟实验,供试污水来自中国科学院广州地球化学研究所生活小区.结果显示,在25 cm/d的水力负荷下,系统没有被堵塞的迹象,采用每天2次投配污水的方式(每次12.5 cm),渗透系数为0.6 cm/min的土柱可以达到很好的出水效果,其COD、BOD5、SS、TN和TP去除率分别达到81.5%、84.6%、88.8%、82.6%和98%.     

北京城区绿地土壤渗透性能及其对降雨产流的影响分析

土壤渗透性是影响雨水入渗的关键因素之一,是分析土壤蓄积雨水能力的重要前提条件。针对目前城市绿地土壤渗透性能实测数据缺失、评估方法单一、指标选取较少的现状,采取实测法获取北京不同城市功能区的绿地土壤渗透速率、孔隙比、含水率等数据,并采用相关性、因子分析和多元线性回归分析法,分析影响城市建筑小区土壤渗透性的主要因素,探索建立精度更高、数据需求量更少、计算时间更短的土壤渗透模型。运用该模型得到北京市城市绿地雨水入渗能力水平,建立土壤-降雨产流之间的联系,得到以实测数据为基础,更贴近实际产流过程的径流系数。结果表明:试验样地内3种功能区土壤渗透性能排序为:居住区 > 文教区 > 商业区,实测入渗曲线均符合霍顿渗透模型;土壤内部因素中孔隙比、初始含水率和初始入渗速率三者相互关系紧密,外部因素中植被覆盖度与人为干扰情况呈强负相关,考虑到内外部因素共同作用,初始入渗速率可与初始含水率和植被覆盖度建立初步线性关系式（R2>0.9）;入渗量对雨量径流系数的影响随着降雨量和不透水区域面积比例的增大而减小,入渗量占年径流总量控制率对应的降雨量的比值为37.6%~58.2%,并与降雨量呈负相关。研究结果可为海绵城市建模和下垫面优化设计提供理论参考。     

填料在净化污水过程中渗透性能变化趋势的研究

选取腐殖垃圾和砂以及两者质量比分别为4:1、3:2、2:3的混合物共5种填料,在1.0 m/d的水力负荷下,进行人工快速渗滤系统净化生活污水的试验,研究填料在进水过程中渗透性能的变化趋势.结果表明,腐殖垃圾的初始饱和水力渗透系数(K)最大,为3.32×10-2cm/s,而砂的初始K只有5.14×10-3cm/s,腐殖垃圾含量越大的混合物其仞始K也越大.在净化污水的过程中,5种填料的K逐渐减小,腐殖垃圾含量越大的混合物其K降幅也越大.随着进水时间的延长,各个填料柱填料层50～250 mm处的水头损失占总水头损失(填料层50～450mm处)的比例均逐渐增加,最终各个填料柱均发生堵塞,堵塞均发生在填料层50mm以上范围内.     

非正规生活垃圾填埋场污染地下水修复的PRB反应介质试验研究

我国存在大量的非正规生活垃圾填埋场，由于它们在运行之前没有采取严格的防渗防污措施，垃圾渗滤液下渗导致当地地下水严重污染。地下水污染原位修复技术中的渗透性反应墙(PRB)技术由于其运行成本低、能长期有效运行、不影响生态环境等优点已得到广泛应用。以湖北省石首市某非正规生活垃圾填埋场渗滤液污染的地下水为研究对象，通过静态批次试验，探索了PRB单一反应介质类型、反应温度、单一反应介质投加量、复合反应介质配比对污染地下水的修复效果，并通过SEM、XRD、FT-IR对不同反应介质的污染物去除机理进行了讨论。结果表明：3种单一反应介质即海藻酸钠(SA)-聚乙烯醇(PVA)包裹微球、生物炭和聚合氯化铝(PAC)-阳离子聚丙烯酰胺(C-PAM)改性膨润土对污染地下水中六价铬、氨氮、COD、总磷的最大去除率分别为99.96%、98.97%、88.58%、99.20%;在研究区地下水温度变化范围内，温度对单一反应介质去除污染物性能的影响不大；单一反应介质投加量对六价铬、氨氮和总磷最终去除率的影响不大，仅对COD的去除效果有影响，反应时间为120 h时1 g/100 mL的单一反应介质投加量下污染地下水中CO...     

基于Landsat(ETM+)遥感影像对非渗透性表面提取的研究

随着城市化进程持续快速增长,城市水文过程受到显著影响,表现为非渗透性表面的增加阻碍了降水渗入地下而使大部分降雨随地表径流直接进入城市排水系统,同时对城市局部气候、生物多样性等生态环境要素也产生影响。非渗透性表面的提取,可用于研究城市水文循环过程、农业面源污染、植被分布及变化过程等,是城市生态、环境研究的主要参数。利用归一化光谱混合分析手段对植被-非渗透性表面-土壤(Vegetation-Impervious surface-Soil)模型进行分析,提取出非渗透性表面在某小流域中所占比例,便于进一步应用于空间分布型水文模型、生态环境模型等。结果表明研究所用方法能较好测算出非渗透性表面的空间分布情况及其比例。分析模型残差发现,在非渗透性表面比例为0.8~1时,本模型的模拟值低于真实比例。     

井周高渗透性多孔介质对多筛孔井修复效果的影响

为探究井周介质非均质性对多筛孔井修复地下水效果的影响,利用二维数值模拟,通过在井周设置高渗透性透镜体并改变其位置、尺寸和渗透系数,探究井周存在高渗透性多孔介质的情况下多筛孔井的修复效率和最优注入间距。结果表明:井周高渗透性透镜体的存在及其位置、尺寸、渗透系数的变化均影响多筛孔井的修复效率,其结果取决于溶质羽因透镜体产生的聚集和绕流程度;井周高渗透性介质的存在可显著提升修复效率;多筛孔井最优注入间距因井周非均质性的存在而改变,一般来说,井周高渗透性多孔介质的存在将增大最优注入间距。该研究结果可为利用多筛孔井在非均质含水层中的修复提供理论指导,并为进一步提高多筛孔井修复效率提供一种新思路。     

六价铬在具有渗透性反应墙的渗流槽中迁移实验研究

地下水中六价铬的污染修复是目前地下水污染修复研究的热点课题之一。以室内模拟为基础,进行了六价铬[Cr（Ⅵ）]随水流迁移的渗流槽实验,以及利用课题组研发的新型壳聚糖材料填充渗透性反应墙（PRB）,进行六价铬吸附试验研究。结果表明：在重金属迁移实验中,地下水的流速是影响Cr（Ⅵ）在含水层中迁移的主要因素,含水层介质的变化都会对Cr（Ⅵ）的迁移发生重要的影响。实验过程中,从进水口到出水口各个取样点依次出现Cr（Ⅵ）的质量浓度峰值,并且随着时间的延长,质量浓度峰值没有减少的趋势,证明了Cr（Ⅵ）在含水介质中基本上没有吸附。Cr（Ⅵ）的质量浓度峰值在含水介质中的持续时间不长,由于弥散作用造成了在相当长的时间内的较明显的拖尾现象。模拟渗透性反应墙的实验中,在同样的流速条件下,Cr（Ⅵ）的质量浓度峰值的出现时间相对先前的实验有明显滞后,并且质量浓度也有明显的减少,说明新型壳聚糖材料对Cr（Ⅵ）有较高的吸附作用,再达到质量浓度的峰值后,墙体后面的采样口中Cr（Ⅵ）的质量浓度减少的更为平缓,说明随着水流的流动,吸附在壳聚糖材料上的Cr（Ⅵ）有缓慢的析出。     

a-亚麻酸对赤潮异弯藻生长的抑制作用

探讨了a-亚麻酸对赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)生长的抑制作用,并从细胞膜渗透性、抗氧化酶系和光合放氧量等方面研究了其抑制机理.结果表明,a-亚麻酸对赤潮异弯藻有明显的抑制作用,其第7d的IC50为2.4μL/L.在a-亚麻酸作用下,细胞内Na+、K+、Mg2+和Ca2+浓度随着实验的进行受到不同程度的影响,在36h后都出现明显的下降;藻细胞内可溶性蛋白质含量下降,超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT).在8h时明显高于对照组,之后逐渐下降,到36h时低于对照组;丙二醛含量(MDA)表征了脂质过氧化强度和膜系统受损程度,其在12h时明显高于对照组,之后慢慢下降;藻细胞的光合放氧量呈逐渐下降趋势.结果表明,a-亚麻酸通过改变细胞膜透性和自由基反应,从而破坏藻细胞的结构,进而达到抑藻的效果.