咸水含水層修復過程中物理堵塞機理研究.pdf

1、在研究區(qū)內(nèi)采用抽成注淡的方式進行地下成水體修復,回灌水源來自地表水體和雨洪水,回灌過程中將不可避免的產(chǎn)生堵塞,其中物理堵塞是最主要的堵塞類型。在含水層堵塞方面,最為典型的是懸浮物所引起的物理堵塞,它是地表回灌系統(tǒng)中發(fā)生堵塞的常見類型。
　　本文主要采用室內(nèi)滲流柱試驗的方法,研究在不同粒徑含水介質(zhì)、不同懸浮物濃度、不同的懸浮顆粒物粒徑、不同的滲流速度和不同礦化度地下水等條件下含水介質(zhì)發(fā)生物理堵塞的情況。通過對比含水介質(zhì)前后的粒徑的差

2、別可以定量的看出懸浮物在含水介質(zhì)中的遷移—沉積規(guī)律。通過測定含水介質(zhì)不同時刻的滲透系數(shù),能夠定量的反映出含水介質(zhì)的堵塞情況。另外,本文還探討了物理堵塞的預防和治理方法。研究得出以下幾點結(jié)論:
　　(1)在注入的初期,砂柱各層滲透性下降幅度較大,但隨著注入時間的延長,滲透性下降幅度減小,并逐漸趨于穩(wěn)定,砂柱各段滲透性(K1'、K2'、K3'、K4')的下降幅度依次減小。含水介質(zhì)的粒徑較小時,砂柱懸浮物比較容易被截留在表面。造成表面滲

3、透性的嚴重降低。含水介質(zhì)的粒徑越大,孔隙度越大,懸浮物向砂柱內(nèi)部的遷移距離越大,對含水介質(zhì)深層的滲透性的影響越大。對于整個砂柱來說,含水介質(zhì)的粒徑越大,滲透性下降的幅度越大。
　　(2)在不同濃度懸濁液注入過程中,砂柱各段的滲透性都是逐漸降低;當注入懸浮物濃度相同時,越接近表層,滲透性下降幅度也越大。隨著懸浮物注入濃度由50mg/L增加到200mg/L,各段的滲透性降低幅度明顯增加。隨著注入懸浮物濃度增大、注入時間增加和入滲深度減

4、小,相對滲透系數(shù)明顯減小。
　　(3)懸浮物的粒徑越小,回灌過程中顆粒物遷移的距離越遠,滲透系數(shù)明顯下降區(qū)的深度越大,即砂柱深層滲透系數(shù)的F降幅度越大,造成的砂柱整體的等效滲透系數(shù)下降越明顯。相反,當懸浮物的粒徑較大時,容易被截留在表層,僅造成表層滲透系數(shù)有大幅度的下降,對深層區(qū)域的滲透系數(shù)影響較小,故其下降的幅度也較小,對整個砂柱內(nèi)部的滲透性的影響較小。
　　(4)隨著滲流速度的不斷增大,不同流速下的K1'的值的差別不大,

5、最后都降低到3％左右,K2'、K3'、K4'的下降幅度卻不斷增大。流速較大時,砂柱滲透系數(shù)的下降區(qū)不斷增大,且砂柱深層滲透性的下降幅度越大。當滲流速度較小時,堵塞的部位主要發(fā)生在表層。另外,滲流速度越大,懸浮物遷移的距離相對較大,懸浮物被截留在含水介質(zhì)深度越大。
　　(5)地下水的礦化度較小時,砂柱的滲透性緩慢下降,下降幅度較小,最后穩(wěn)定在80％～90％左右。當飽水桿的礦化度較大時,砂柱滲透性在回灌初期發(fā)生突降且下降幅度隨鹽度增大