本文關(guān)鍵詞：含水層回灌過程中的氣相堵塞實驗研究

  更多相關(guān)文章： 含水層 滲透系數(shù) 氣泡 氣相堵塞

【摘要】：地下水過度開采,造成了很多地質(zhì)環(huán)境問題,如海水入侵、地面沉降、地表植被破壞等,嚴(yán)重影響了人們的生產(chǎn)生活。為了緩解這些問題,許多國家都采用人工回灌的方法對地下水進行補充,但是隨著回灌時間的延長,回灌過程中往往會產(chǎn)生各種堵塞情況,使得地下水人工回灌效率大大降低,嚴(yán)重時還會導(dǎo)致整個回灌工程報廢。堵塞現(xiàn)象的發(fā)生在井灌過程中十分普遍。堵塞一般分為懸浮顆粒物堵塞、壓實堵塞、氣相堵塞、生物堵塞和化學(xué)堵塞等類型�，F(xiàn)階段懸浮物堵塞機制的研究已經(jīng)比較成熟,但是對于氣體產(chǎn)生的堵塞現(xiàn)象的研究依然較少。本文致力于在室內(nèi)利用砂箱實驗開展含水層回灌過程中的氣相堵塞機制的探究。為了減少其他因素對實驗研究的影響,本次實驗使用的含水介質(zhì)是高純度的石英砂,回灌水是水質(zhì)較好的自來水。首先對回灌水進行脫氣處理,然后使用脫氣水對含水層回灌16 h,含水層出水流量不斷增加且最后趨于穩(wěn)定,此時換成微氣泡水回灌160 h,含水層的出水流量隨回灌時間的增加不斷減少。微氣泡水回灌結(jié)束后,對含水層進行回?fù)P處理,然后重新使用脫氣水回灌16 h,當(dāng)含水層出水流量達到最大值時改用曝氣水回灌130 h。實驗砂箱分為七個滲流段,通過對比每個滲流段的K,(相對滲透系數(shù))隨時間的變化情況來研究氣體在含水層中的運動情況。氣相堵塞的機制則是通過對比砂箱整體的滲透系數(shù)變化情況來進行探究。實驗結(jié)果表明滲流區(qū)的K,值基本上隨回灌水流的方向依次減小。但是也有個別滲流區(qū)的K,值會明顯高于前一段相鄰滲流區(qū)的K,值。究其原因可能是氣泡隨著回灌水進入含水層并在滲透通道中不斷堆積,使得滲流區(qū)的K,值降低。當(dāng)小氣泡聚集到一定程度時會發(fā)生融合形成體積較大的氣泡,這些大氣泡不容易發(fā)生上浮運動,同時受到回灌水流的不斷沖擊,破裂形成小氣泡,部分小氣泡會順利通過含水層的滲透通道,使得部分滲流區(qū)的K,值高于相鄰滲流區(qū)K,值。使用微氣泡水回灌結(jié)束時,含水層的整體滲透系數(shù)最終降低了19.60%,使用曝氣水回灌后含水層的滲透系數(shù)降低了28.63%,表明回灌水中含有的氣體越多,含水層的滲透系數(shù)下降的越低,氣相堵塞現(xiàn)象越嚴(yán)重。室內(nèi)實驗耗時較長且需要多人合作對含水層出水流量、水位等多項指標(biāo)進行持續(xù)測量,為了減小工作量,設(shè)計了一種全自動含水層回灌堵塞實驗裝置。最后通過對實驗結(jié)果的分析,并結(jié)合實際情況,提出合理的氣相堵塞的防治措施。
【關(guān)鍵詞】：含水層 滲透系數(shù) 氣泡 氣相堵塞
【學(xué)位授予單位】：濟南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P641.25
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 選題背景與研究意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究進展12-15
• 1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線15-18
• 1.3.1 研究內(nèi)容15-16
• 1.3.2 技術(shù)路線16-18
• 第二章 實驗設(shè)備和步驟18-24
• 2.1 實驗材料和裝置18-20
• 2.1.1 實驗材料18
• 2.1.2 實驗裝置18-20
• 2.2 實驗步驟20-21
• 2.3 測量及計算21-24
• 第三章 氣體在含水層的運動轉(zhuǎn)移24-36
• 3.1 氣體轉(zhuǎn)移的機理24-30
• 3.1.1 回灌水中的氣體24-27
• 3.1.2 氣體轉(zhuǎn)移規(guī)律27-30
• 3.2 不同滲流段的回灌情況30-34
• 3.2.1 微氣泡水的氣體轉(zhuǎn)移31-33
• 3.2.2 曝氣水的氣體轉(zhuǎn)移33-34
• 3.3 本章小結(jié)34-36
• 第四章 氣相堵塞分析36-46
• 4.1 回灌水的堵塞情況36-38
• 4.1.1 微氣泡水的回灌堵塞情況36-37
• 4.1.2 曝氣水的回灌堵塞情況37-38
• 4.2 含水層氣相堵塞情況對比38-42
• 4.3 其他因素對實驗結(jié)果的影響42-44
• 4.4 本章小結(jié)44-46
• 第五章 堵塞裝置的設(shè)計及堵塞的防治46-54
• 5.1 全自動含水層回灌堵塞實驗裝置46-48
• 5.2 回灌井氣相堵塞的防治48-54
• 5.2.1 灌抽兩用井48-50
• 5.2.2 氣相堵塞的防治措施50-54
• 第六章 結(jié)論與展望54-56
• 6.1 結(jié)論54-55
• 6.2 展望55-56
• 參考文獻56-62
• 致謝62-64
• 附錄64

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張曉婉;冶雪艷;杜新強;溫玉娟;韓建超;;人工回灌地下水過程中微生物堵塞對介質(zhì)滲透性影響的試驗[J];安全與環(huán)境學(xué)報;2014年03期

2 夏璐;鄭西來;段玉環(huán);彭濤;;砂柱微生物堵塞過程及機理分析[J];水利學(xué)報;2014年06期

3 劉樂軍;劉記來;代維;;關(guān)于水源熱泵壓力回灌中氣相堵塞作用的研究[J];節(jié)水灌溉;2013年12期

4 蘇小四;谷小溪;孟婧瑩;張文靜;王寒梅;焦s，

本文編號：515946