分散膠體顆粒動水絮凝導致海濱地層損害的影響機制.pdf

1、目前海咸水入侵已成為沿海地區(qū)的一種重大環(huán)境災害問題。對于咸水入侵問題,最直接的控制和恢復辦法是用淡水驅替咸水,然而上述過程會出現(xiàn)明顯的地層損害問題,即在含水介質中用淡水驅替咸水,含水介質會出現(xiàn)滲透性的突然變化。已有的研究工作表明釋放的粘土膠體顆粒發(fā)生動水絮凝堵塞孔隙是導致含水介質滲透性降低的主要原因,但是卻并未給出海水入侵含水層中分散粘粒的動水絮凝與含水介質滲透性變化之間的作用機制。
　　本文在系統(tǒng)分析膠體、多孔介質的物理化學性質

2、及組成的基礎上,通過定流速試驗,研究了不同類型粘土膠體的動水絮凝規(guī)律,以及不同水化學條件對伊利土動水絮凝的影響;通過定水頭試驗,分析了陽離子交換作用對膠體動水絮凝過程的影響;通過不同試驗條件,研究了不同水動力因素、不同陽離子價態(tài)對膠體動水絮凝的影響。通過上述研究,得到了一些創(chuàng)新性認識。主要包括:
　　(1)相同水化學條件下,動水絮凝速度要比靜水絮凝速度快了將近90％;離子強度越大,膠體發(fā)生動水絮凝過程所需時間越短,膠體絮凝截留量也

3、越多;陽離子交換作用加速了粘粒的絮凝沉積過程;
　　(2)多孔介質結構本身對運移的懸浮膠體顆粒會造成一定量的截留比例,蒙脫土的蒸餾水截留百分比最高,伊利土次之,高嶺土的蒸餾水截留百分比最低。
　　(3)對一價陽離子而言,鉀離子對伊利土動水絮凝的影響要比鈉離子更為顯著;對不同價位陽離子而言,二價離子靜水和動水絮凝速度要比一價離子快的多,對含水介質滲透性的影響也更大;
　　(4)不同膠體類型的截留量空間分布規(guī)律并不相同。高

4、嶺土是從入水口到出水口,截留量依次降低,而蒙脫土和伊利土的截留量分布規(guī)律恰好相反。三種膠體的流出液顆粒濃度在短時間內能夠達到穩(wěn)定,說明多孔介質結構、懸浮液離子強度和顆粒濃度達到會達到一個動態(tài)平衡;
　　(5)水流流態(tài)不同時,顆粒的截留量空間分布規(guī)律明顯不同:砂柱豎放時,從入水口開始截留量依次降低,而橫放時的規(guī)律剛好相反。重力作用對顆粒的運移影響顯著,尤其是離子強度較高時,顆粒沉降更加明顯。另外,滲透流速與膠體動水絮凝過程呈負相關關