干寒区冻融循环作用下原油对土壤渗透系数的影响

本文针对冻融循环作用下,原油污染土壤后渗透系数的变化规律展开研究。首先对研究区井田的土壤原状样做变水头试验;然后在可程式恒温恒湿试验箱进行冻融循环试验,循环温度为-20℃—40℃,循环次数为6次,测其渗透系数。实验结果显示,土壤原状样的渗透系数为1.76×10-4 cm·s-1,而当原油进入土壤之后,表现为进入土壤中的原油的量与渗透系数的大小呈负相关;经冻融循环后原状样的渗透系数变为4.36×10-4 cm·s-1,此时的渗透系数是原状样的2.47倍;当污染浓度超过1.20%之后,原状样渗透系数略大于冻融样,主要是冻融过程中伴随着土壤内部结构及土的粒径变化,原油渗透进入新形成的骨架孔隙,使原油中部分成分与土壤中的有机质发生反应,形成新的各式颗粒或胶结物,堵塞渗透通道,进而使得渗透系数略小于原状样。试样冻融循环之后,土壤的渗透系数维持在1×10-5 cm·s-1左右,表明试样经冻融循环一定次数后,使得土壤的渗透系数维持在1—2个数量级之间变动。研究成果可为该地区土壤修复提供依据。     

干寒区冻融循环作用下原油对土壤渗透系数的影响——以克拉玛依春风采油厂作业区为例

为探究冻融循环作用下,原油污染土壤后渗透系数的变化规律。首先对研究区井田的土壤原状样做变水头试验;然后在可程式恒温恒湿试验箱进行冻融循环试验,循环温度为-20～40℃,循环次数为6次,测其渗透系数。结果表明:土壤原状样的渗透系数为1.76×10~(-4) cm/s,而当原油进入土壤之后,表现为进入土壤中的原油的量与渗透系数的大小呈负相关;经冻融循环后原状样的渗透系数变为4.36×10~(-4) cm/s,此时的渗透系数是原状样的2.47倍;当污染浓度超过1.20%时,原状样渗透系数略大于冻融样,主要是冻融过程中伴随着土壤内部结构及土的粒径变化,原油渗透进入新形成的骨架孔隙,使原油中部分成分与土壤中的有机质发生反应,形成新的各式颗粒或胶结物,堵塞渗透通道,进而使得渗透系数略小于原状样。试样冻融循环之后,土壤的渗透系数维持在1×10~(-5) cm/s左右,表明试样经冻融循环一定次数后,使得土壤的渗透系数维持在1～2个数量级变动。研究成果可为该地区土壤修复提供依据。     

基于主成分分析和支持向量机的砂土渗透系数预测模型

渗透系数不仅是描述土体透水性能的重要指标,同时也是影响固结沉降和渗透变形的重要因素.首先对华北平原中东部地区的28个砂土样本通过自行改装的渗透固结仪进行渗透固结试验,得到不同孔隙比下的渗透系数.然后选取有效粒径d_(10)、限制粒径d_(60)、不均匀系数C_u、曲率系数C_c和孔隙比e 5个指标作为渗透系数k的影响因子,采用主成分分析(PCA)方法提取3个主成分,对影响渗透系数的主成分进行了全新的解释.最后,引入支持向量机(SVM)方法建立了华北平原中东部地区砂土渗透系数的预测模型,并利用该模型对华北平原中东部地区随机选取的20组样本进行渗透系数的预测.结果表明:自行改装的渗透固结仪可以较好地进行渗透固结试验;预测模型的精度较高,可以为华北平原中东部地区砂土渗透系数的研究提供参考依据.     

广东省室内空气污染现状及特征分析

 为了解室内空气污染现状,依据《室内空气质量国家标准》（GB / T 18883－2002）,对广东省具有代表性的427个单位的室内空气进行了采样分析。结果表明各项目平均浓度为：甲醛0.15 mg/m³,苯、甲苯、二甲苯、TVOC分别为32.09、227.79、134.72和769.66 μg/m³,氡为74.38 Bq/m³,氨为0.10 mg/m³,超标率分别为43.83%、335%、31.51%、19.18%、43.59%、0.57%、0。因此,认为广东室内空气污染以有机物污染为主,VOCs污染严重且组成复杂,二甲苯与其他苯系物之间的相关性系数达到0.60以上,较苯与其他苯系物之间的相关系数（<0.30）大。     

砂土中黏粒含量对渗透性的影响

边坡滑动、地基液化等灾害现场土体中都含有一定含量的黏粒,且黏粒对砂土液化影响显著,因此研究不同黏粒对砂土力学特性的影响具有重要的工程意义。通过常水头渗透与变水头渗透试验,测定了纯砂及掺入不同黏粒后砂土的渗透系数。探讨了干密度、孔隙比与渗透系数之间的关系,分析了不同种类黏粒的砂粒间孔隙比对砂土渗透系数的影响。结果表明:黏粒含量越大,砂样的渗透系数越小;膨润土较高岭土对砂土渗透系数的影响更为显著;含黏粒的砂土砂粒间孔隙比随着黏粒含量的增加而增大。     

黏土固结过程中结合水对粘滞系数影响研究

渗透系数作为土的基本力学指标参数,是孔隙比和粘滞系数的函数,为了研究黏土中结合水对粘滞系数的影响,开展固结试验得到各级压力下的渗透系数与粘滞系数,并由高速离心机分离试验定量测得结合水量。结果表明固结压力增大,孔隙比减小,渗透系数随之减小,由渗透系数计算公式反算出动力粘滞系数,随固结压力增大而线性增大。压力较小时,结合水量变化较小;自由水减少到一定程度变为结合水排出为主。结合水排出会导致结合水膜厚度变薄,粘滞系数随结合水膜厚度减小而线性增大。所以,对于结合水含量较高的黏土,固结压缩过程中存在结合水排出现象,计算渗透系数时需考虑结合水膜变薄导致粘滞系数增大进而对渗透系数产生的影响。     

戊二醛交联PVA/PAN复合膜渗透汽化性能的实验研究

研究了戊二醛交联时间对PVA/PAN复合膜分离性能的影响,并用于乙醇水溶液的分离。结果表明,交联处理存在着最优时间。对应于最优交联时间的膜,当料液中乙醇质量分数(wE)为96.2%,料液温度(t)为70℃时,渗透通量(J_t)为337(g·m^-2·h^-1),分离因数(α_W/E)为389.7。进一步考察了料液质量分数为30%～98.3%,料液温度为50～78℃时,交联膜的分离性能。     

含原子团簇的Zr基大块非晶合金熔体能量模型

建立了含有原子团簇的大块非晶合金熔体能量模型, 对Zr-Al-Ni三元系合金进行计算得到了含有原子团簇的Zr-Al-Ni合金熔体自由能和界面能分布, 并分析了原子团簇对于熔体自由能、界面能以及形核率的影响. 计算结果表明, 由于存在Zr²Ni原子团簇, 使Zr-Al-Ni三元系合金在易获得非晶成分范围内的熔体自由能降低和界面能增加, 且改变界面能随合金成分的分布. 对于Zr₆₆Al₈Ni₂₆合金熔体, 原子团簇的存在导致自由能降低0.3~1 kJ/mol, 界面能增加0.016 J/m². 由于熔体的自由能和界面能的改变, 显著降低了过冷熔体的形核率, 最大形核率降低至10⁷ mol^-1&#8226;s^-1数量级.     

大田条件下稻田土壤氮素淋失研究

在大田条件下研究了稻田土壤渗漏水中氮素淋失规律.结果表明，稻田土壤渗漏水中的氮素(N)淋失形态以硝态氮(NO^-₃-N)为主，土壤中高硝态氮含量和施氮肥是造成种稻田前期氮淋失的主要原因.种稻期间的淹水作用，增强了土壤的还原性并抑制了土壤的硝化反应，可减少硝态氮的淋失.稻田土壤氮素淋失数量与渗漏水中氮素的浓度和水的渗漏速率有关，而水的渗漏速率主要受土壤犁底层的透水性和水文条件的控制和影响.试验以施用氮肥250 kg/hm²和渗漏水量214 mm估算出单季稻田氮素淋失总量为6.44 kg/hm²，占当季施肥量的2.58%.     

一种估算MICP加固砂土体渗透系数的简便方法

基于Kozeny-Carman(K-C)方程和微生物诱导碳酸钙沉淀（Microbial Induced Carbonate Precipitation, MICP）技术原理，提出一种MICP加固砂土体渗透系数的简便算法. MICP产生的碳酸钙填充土体孔隙，采用电镜成像法得到碳酸钙晶体的粒径，推导得固化砂土体的孔隙比和颗粒平均比表面积.将固化砂土体的孔隙比和颗粒平均比表面积代入K-C方程，得到预测MICP加固砂土体渗透系数的简便算法，并经已有文献试验数据和研究结果验证，结果表明：孔隙比减小和颗粒平均比表面积增大导致MICP固化砂土渗透系数显著降低，算例一土体的渗透系数最终下降了93%-97%，算例二碳酸钙含量达到10%时，渗透系数下降了67%-92%;MICP固化砂土的渗透系数下降速率开始加固时最大，随着碳酸钙含量逐渐增加，渗透系数下降速率逐渐减小；初始渗透系数越大的土体，加固效果越明显，渗透系数的下降速率和下降幅值更大；该算法简便可靠，能较为快速和准确预测MICP加固砂土体的渗透系数，为工程实践提供了理论依据.     

疏松砂岩油藏出砂机理物理模拟研究

利用玻璃板填砂平面模型,在室内对地层出砂进行了实验研究,分析了疏松砂岩油藏出砂机理,并对影响地层出砂的非均质性、粘度、渗透率和流体渗流速度等因素进行了分析.结果表明,大孔道的形成是一个在主流线上分枝发展的“灾变”过程.在临界出砂速度以上,随流速的增加,出砂速度迅速增大;胶结强度越高,出砂量和出砂速度越小;在相同的渗流速度下,渗透率越大,出砂量越小;随着原油粘度的增加,出砂量增加.出砂量的变化表明,胶结程度和水力冲刷是影响油层出砂的重要因素.大孔道一旦形成,油井含水率增加,油藏的采收率降低36%.     

Characterization of MASDs of surface soils in north China and its influence on estimating dust emission

Inordertoquantitivelyevaluateeffectsofdustaerosolonradiativeforcing[1],andtounderstandtheprocessofatmosphericchemistryandbiogeochemistry[2,3],modelingthedustemissionfluxisakindoffundamentalwork.TheDPMmodel[4—6]isidealforpredictingdustemission[7—10]becauseitconsiderseffectsofsurfacefea-tures(MASDofsurfacesoil,roughnesslengthandsoilmoisture,etc)andsandblastingprocess.Italsoprovidesanexplicitphysicalmechanismthatisvalidatedbywindtunnelandfieldexperiments[7—10].Themeandiameterofsurfacesoilsi…     

含水介质中石油类含量测定的改进技术

通过引入油烘干损失系数λ,推导并建立含水介质中石油类含量的新计算公式,并据此对传统测量方法进行改进。结果表明,改进后的测定方法可准确测定石油污染含水介质的干固体质量和石油含量;λ值因石油的种类、含水介质的类型而异,柴油在粗砂中的烘干损失系数约为0.66,测量误差仅约为0.4%,远低于现有方法测量误差,且不受石油挥发性和含量的影响。     

南阳膨胀土裂隙扩展及室内降雨入渗实验研究

膨胀土在含水量降低时发生干缩开裂,给工程带来了极大的危害,其中降雨条件下裂隙膨胀土渗流问题是一
个典型的膨胀土工程问题。制备6 个相同的南阳重塑膨胀土样,在相同的环境下分别脱湿96,79,63,48,39,30 h,通
过数码拍照得到不同时刻试样表面裂隙图片,通过分析得到试样表面裂隙率;为了衡量裂隙在深部方向的发育情况,
使用煤油进行渗透实验,得到煤油入渗系数与脱湿时间、平均含水率、表面裂隙率的关系曲线;在油渗实验结束后进行
室内模拟降雨入渗实验,得到裂隙膨胀土入渗率的变化规律。通过对实验数据整理分析发现试样脱湿时间、试样平均
含水率、试样表面裂隙率、煤油入渗系数、降雨入渗实验径流开始时间、试样入渗率之间有良好的相互关系,降雨入渗
实验初期入渗率较大,入渗率随时间衰减很快,在15 min 内降低了两个数量级,脱湿时间越长的样初期入渗率越高,
衰减的也越快;入渗率在较短的时间内就开始趋于稳定,稳定后的入渗率随试样表面裂隙率线性增长,增长到一个峰
值后迅速降低。     

石油污染地表土壤的微生物降解特征

在石油的生产和储运等过程中会造成土壤被石油污染的问题,进而引起生态环境损害.本文利用热蒸发烃分析仪(GHM)对石油污染土壤进行定性定量分析,进行了油污土壤的微生物降解研究.分析结果表明:油井附近的油污土壤中存在着嗜油微生物,它们对落地石油具有较明显的降解作用;抽油生产史长的油井周围土壤中存在自然驯化出的更多嗜油微生物,其近井土壤中污油的降解速度快;随着微生物降解作用的不断进行,样品中污油的相对降解速度逐渐加快,相对降解率逐渐增加,污油样品中气态组分含量随降解时间延长而增加.实验证明,微生物对污油确实存在较强的选择性降解消耗作用,可以减轻石油生产对土壤的破坏及对环境的污染.     

Measurement of light polarization characteristics from an oil-polluted soil surface in near-infrared bands

Oil pollution can be monitored by infrared remote sensing technology. In this work, the degree of po-larization (DOP) was established as a quantitative index of oil pollution. The crude oil and the local typical surface soil from the Songyuan oil field in Jilin province were collected. Some soil samples with four levels of oil content and three levels of water content were prepared and measured. The DOP of the polluted soil and the clean soil in the field was also measured at 180° relative viewing azimuth a...     

响应曲面法优化混合菌KW8-2修复石油污染土壤

采用响应曲面法优化混合菌KW8-2修复石油污染土壤的条件。以初始原油质量分数、接种量、氮磷比和表面活性剂用量为自变量,修复60 d的原油降解率为因变量,采用Box-Behnken(BB)设计,研究各自变量及其交互作用对污染土壤生物修复的影响,得到二次多项式回归方程预测模型。结果表明:原油质量分数分别为10×10-3、30×10-3和50×10-3的污染土壤,最佳修复条件下的原油降解率分别为67.12%、63.39%和56.57%,远高于单因素试验的最高值(63.78%、60.36%和55.44%);试验数据可为混合菌KW8-2修复原油污染实际土壤提供技术支持。     

含裂隙红黏土土水特征与强度特性研究

红黏土边坡在干湿循环作用下极易产生裂隙,裂隙发育将对土体水力学特性及强度造成不利影响,从而降低边坡稳定性。以长沙红黏土为研究对象,制备具有不同裂隙数量的红黏土试样,开展了渗透试验、土水特征曲线试验和直剪试验,揭示了红黏土饱和渗透系数、土水特征曲线和抗剪强度指标随裂隙数量和干密度的演化规律,建立了相应函数表达式。结果表明：红黏土渗透系数量级为10^-5～10^-7 m/s,饱和渗透系数随干密度的增加而减小,随裂隙数量的增加呈指数型增长,裂隙增加5条,饱和渗透系数提高66.4倍;干密度低和裂隙数量多的试样饱和体积含水率更高,脱湿过程中体积含水率随基质吸力降低速率更快,残余含水率更低,持水能力更差;红黏土抗剪强度指标与干密度呈正比,与裂隙数量呈反比,当干密度增加0.28 g/cm³,黏聚力和内摩擦角分别提高2.35倍和0.94倍,而当裂隙增加5条,黏聚力和内摩擦角分别降低57.09%和49.59%。     

温度对不同黏度稠油油水相渗的影响规律

为了研究油层温度和原油黏度对稠油油水相渗的促进机制,基于NB35-2稠油油藏一维岩心流动模拟系统,模拟了不同黏度原油在不同环境温度下的水驱渗流特征.结果表明,稠油油水相渗曲线表现出水相渗透率非常低的特点;当含水饱和度大于50%后,油层中形成联通的水流通道,导致水加剧突进;温度升高,油水两相共流区范围增大,残余油饱和度降低,但高于油藏温度时,随着温度继续升高,油水相渗曲线变化较小;原油黏度增大削弱了油水的流动性,降低了采收率.对比温度和黏度对油水相渗的影响规律,认为温度主要是通过改变油水黏度比而影响油水相渗曲线.     

柴油低温流动性改进剂小型装置的设计及工艺研究

随着石油资源的日益枯竭,新开采石油的蜡含量越来越高,炼制柴油的低温流动性越来越差,开发高蜡柴油的高效柴油低温流动性改性剂(简称DFI)变得日益紧迫.我国辽河原油蜡含量较高,市售DFI对成品柴油的感受性较差,因此开发1种对高蜡柴油感受性好的DFI具有重要意义.在实验室制备DFI的基础上,开发设计了小型DFI生产装置,并对生产过程中的一些参数进行了考察.利用DFI小型生产装置在最佳条件下制备的高蜡DFI,其降凝降滤效果好于实验室制备的DFI.针对辽河0号柴油等的降凝助滤效果进行测试,该剂能使辽河0号柴油的冷滤点降低6℃,凝点降低7℃,可应用于柴油生产中.