絮凝沉淀-人工湿地-地下水回灌系统水质处理试验研究

为探讨德阳市絮凝沉淀-人工湿地-地下水回灌系统运行各阶段的水质处理效果与开采供水的可行性,开展了水质分析、絮凝沉淀试验、人工湿地水处理试验、入渗试验、抽水试验、数值模拟等多项前期试验与分析。试验结果显示,绵远河水的浊度、氨氮(NH+4-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)、总大肠杆菌、细菌总数指标是系统重点处理的水质指标,研究场地内地下水质量总体良好;絮凝剂聚合氯化铝(PAC)的最佳投加量为5. 3 mg/L[以三氧化二铝(Al2O3)计],沉淀时间不小于1. 5 h;单个入渗池运行时理论入渗量可达13 574. 4 m3/d;三口开采井的开采量可达3 960 m3/d;数值模拟结果显示入渗水从入渗补给池到开采井含水层有充足的时间杀灭病菌和病毒,开采井地下水的主要补给来源是入渗池的垂向入渗补给量。综合研究表明,系统运行水质主要控制指标理论上均可达到设计回灌水质要求,供水量可满足设计要求,对地下水环境造成影响较小,系统运行在技术上是可行的,但需要持续开采地下水;试验结果为校正地下水数值模型、系统的改进、系统全面运行提供了重要的参考。     

降雨入渗补给地下水的影响因素

选取汾河二坝灌区降雨量和地下水动态观测资料来计算该区降雨入渗补给系数α值，并对影响α值的各种因素进行分析。     

次降雨入渗补给系数的模型研究

讨论了次降雨入渗补给系数的定义及其在地下水资源计算评价中的作用;依据统计理论,评价了次降雨入渗补给系数的一般统计特征;在此了,进行该系数的确定性模型研究及其相应的检验,说明了次降雨入渗补给系数的实际分布和伽马模型及布尔模型上人有很好的一致性。     

地下水补给影响下的河流水质模糊模拟对环境空气质量治理的认识和思考

河流水环境系统是一个具有模糊性、不精确性和随机性特征的复杂大系统,因此,可以借助模糊技术进行定量化模拟,本文采用三角模糊数来描述和表征河流水文、水质及水文地质参数。并进一步在根据三角模糊数的现有理论,建立了基于地下水补给影响的一维稳态河流水质模糊模拟模型。计算采用三角模糊数基本原理中相关公式以及Darcy公式等进行运算,得到了各控制断面模糊数形式的污染物浓度值,并将其与确定性模型计算结果进行对比分析。     

基于野外试验的上海市地下水人工回灌可行性分析

地下水人工回灌是提升地下水水位,增加地下水储量的有效方法,因其便于实施而被国内外广泛应用,可行性分析是进行地下水人工回灌的前提。在野外试验的基础上对上海市地下水人工回灌的可行性进行分析,野外试验的监测结果表明,在上海市进行人工回灌后,各监测井中地下水水位得到了明显的提升,同时,回灌水注入地下水后,除与地下水发生混合作用外,还发生了水岩作用、矿物溶解反应等,使地下水环境和水质组分含量发生变化,对地下水水质造成影响,由此可见,优质的回灌水源的选取也是至关重要的,并且在上海地区实行人工回灌是可行的。     

采用组合式强化井灌的人工地下水回灌

利用城市再生水补给地下水是扩大地下水资源存储量、缓解水资源短缺的有效解决途径。该文通过土壤柱模拟组合式强化井灌系统,并协同臭氧氧化工艺针对城市再生水补给地下水进行研究。实验结果表明:该系统对化学需氧量(COD)的去除率为53%,对UV254的去除率为59%,对磷有较好的固定作用。土壤优先去除易生物降解、非芳香族特征的有机物。臭氧氧化可以改变再生水中有机物的分子结构,提高再生水的可同化有机碳(AOC)值,促进后续土壤对有机物的降解作用。     

地下水流动和补给更新模式的水文地球化学示踪

地下水是地球上水的重要组成部分和构成全球水循环过程的重要环节,它分布广泛、水量和水位动态相对稳定、水质较好、便于开发利用和不易受污染,是农业灌溉、工矿企业和城市用水的重要水源。地下水中的化学组分(包括水化学离子和同位素等)蕴含了地质历史发展演化的一些证据,将其作为地下水流动和补给     

组合式人工湿地系统去除垃圾填埋场地下水氨氮污染试验研究

利用组合式人工湿地系统,进行了去除垃圾填埋场地下水氨氮污染的试验,并对去除效果进行比较研究。结果表明:二级串联人工湿地氨氮的去除率达90%,而一级人工湿地氨氮去除率为82%,说明二级串联人工湿地较一级人工湿地氨氮的去除效果明显。湿地植物千屈菜、菖蒲和芦苇对氨氮去除效果相似,差异较小。组合式人工湿地试验研究能为垃圾填埋场地下水氨氮去除提供参考,并为低浓度氨氮污染地下水作为景观用水提供试验依据。     

北疆大气降水水汽源识别及其对地下水补给的指示意义

 大气降水是水循环的输入项,其同位素特征是示踪水汽来源及运动路径的有效工具。利用北疆4个大气降水观测站的同位素数据,结合HYSPLIT模式,重点分析了北疆大气降水同位素特征。区域大气降水线方程δD=7.3δ¹⁸O+3.5,反映了新疆独特的干旱气候环境。受不同降水水汽来源影响,天山及阿勒泰2个地区降水同位素特征表现不同。天山地区受西风带水汽季节性漂移的影响,氘盈余夏季低冬季高,成“V”型;阿勒泰地区常年受北冰洋水汽影响,氘盈余年内变幅不明显。尽管δ¹⁸O均表现为夏季富集、冬季贫化,但多年均值差异明显,该差异也使得利用同位素确定地下水补给来源成为可能。准东盆地东天山附近地下水主要受到来自东天山的大气降水补给,而北侧自流区地下水同位素相对贫化,与阿勒泰站大气降水同位素及氘盈余特征相似,结合地形、水文地质条件等特征,认为该区主要受克拉美丽山大气降水补给。     

独山子水源地地下水与地表水的关系分析

文章建立了河水损失量与河道下泄量的统计模型，分析了河渠水对水源地入渗补给，构建了地下水位降深与波动的迭加模型，为定量研究河水入渗补给奠定了基础。     

土壤基质对回灌水的净化效果

在水资源管理体系中,人工地下水回灌是实现水资源再生的有效途径。介绍了城市污水人工地下水回灌技术的基础理论与发展现状。利用在北京市高碑店污水处理厂内的建立的人工地下水回灌示范工程,初步研究了城市污水处理厂二级出水经深度处理后进行地下水回灌对地下水水质的影响。引入钠吸附比表征回灌水在渗滤过程对土壤结构的影响。研究结果表明:土壤非饱和带对可溶解性有机碳(DOC)、氨氮(NH_4~ -N)、UV-254表征的有机物有良好的去除效果,对回灌水中可吸附有机卤化物(AOX)的去除率很低。     

Natural water purification and water management by artificial groundwater recharge

Worldwide, several regions suffer from water scarcity and contamination. The infiltration and subsurface storage of rain and river water can reduce water stress. Artificial groundwater recharge, possibly combined with bank filtration, plant puri- fication and/or the use of subsurface dams and artificial aquifers, is especially advantageous in areas where layers of gravel and sand exist below the earth＇s surface. Artificial infiltration of surface water into the uppermost aquifer has qualitative and quantitative advantages. The contamination of infiltrated river water will be reduced by natural attenuation. Clay minerals, iron hydroxide and humic matter as well as microorganisms located in the subsurface have high decontamination capacities. By this, a final water treatment, if necessary, becomes much easier and cheaper. The quantitative effect concerns the seasonally changing river discharge that influences the possibility of water extraction for drinking water purposes. Such changes can be equalised by seasonally adapted infiltration/extraction of water in/out of the aquifer according to the river discharge and the water need. This method enables a continuous water supply over the whole year. Generally, artificially recharged groundwater is better protected against pollution than surface water, and the delimitation of water protection zones makes it even more save.     

深层承压含水层人工回灌条件下地下水中硝酸根的衰减

 收集了某地深层承压含水层人工回灌从2012 年8 月13 日至2013 年1 月16 日的水质数据,研究了回灌过程中地下水中NO₃^- 的衰减。在深层承压含水层中,硝酸根的衰减主要受反硝化作用的影响。讨论了pH 值、电子供体、温度、溶解氧等影响因素,结果表明,在本次回灌过程中,pH 值、电子供体对NO₃^- 的衰减基本没有影响,硝酸根衰减主要受到地下水水温及溶解氧的影响。回灌过程中,由于地下水水温逐渐下降,溶解氧质量浓度逐渐上升,NO₃^- 衰减半衰期经历了一个先保持稳定而后迅速上升的过程。     

地下水人工回注污染物迁移转化饱和流模型

利用污水处理厂二级出水进行的人工地下回注伴随有污染物迁移转化的地质化学及生物化学过程,现存的商业化软件无法模拟。该文以饱和流模型为基础,结合对流-扩散过程、吸附过程及可能的生物降解过程,建立了一个针对地下水人工回注的数学模型。采用有限体积差分并对水浸深度不同的网格采取不同的离散措施,保证在地下水面处的连续性。应用算子分裂技术并设计了一种特殊的迎风差分格式,使得模型求解速度加快。该模型已应用于北京市高碑店污水处理厂人工地下水回注示范工程。     

滹沱河地下水超采区人工回灌的水岩相互作用模拟

人工回灌条件下回灌水与地下水混合带的水岩相互作用是决定地下水水质演化和含水层发生化学堵塞的关键过程。为研究人工回灌对滹沱河地下水超采区水质演化的影响,以石家庄市人工回灌场地为例,利用石津灌渠水作为回灌水源,通过室内实验结合反向水文地球化学模拟揭示回灌层位地表水与地下水混合带的水-岩相互作用机理。结果显示：混合带水的TDS（total dissolved solids）变化特征表现为先增大后缓慢降低,且地表水占比越大、含水介质粒径越细,则其变幅越大;混合带水中主要离子质量浓度变化特征受混合、碳酸平衡、溶解-沉淀、阳离子交换及硝化作用控制,其中K⁺、Ca²⁺、SO₄^2-质量浓度主要受溶解-沉淀作用控制,Na⁺、Cl^-、HCO₃^-、NO₃^-质量浓度主要受混合NO₃^-作用控制,Mg²⁺质量浓度主要受阳离子交换作用...     

用于地下回灌的城市污水臭氧处理

为回用城市污水 ,以缓解我国水资源日益短缺的紧张局面 ,研究了臭氧对典型城市二级生化出水 (北京高碑店污水处理厂 )中有机物的去除效果。对以 AOX表征的有机物 ,臭氧与之的直接反应和间接反应的去除率存在限值 ,直接反应的最大去除率可达 2 4% ,间接反应的最大去除率可达 3 8%。间接反应中 ,NO-2 、细菌、苯系物优先与臭氧反应 ,AOX、DOC反应慢 ,臭氧去除 AOX是氧化卤素原子的脱卤作用。二级生化出水经臭氧处理后 ,还可以有效去除细菌 ,并破坏大分子及苯环 ,从而提高了水的可生化降解性。臭氧消耗量为 2 4mg/ L 时 ,再经土壤含水层处理 ,出水 DOC值可达地下水水源标准     

中深层砂岩热储回灌井参数优化模拟

砂岩热储回灌对于地热能源的高效利用和土壤环境的保护具有重要的意义。华北地区中深层孔隙型砂岩地热回灌效率低下,回灌参数优化不准确,需要对中深层砂岩热储回灌井参数进一步优化研究,提升回灌效率。因此开展有关中深层砂岩热储回灌井参数优化模拟的研究尤为重要。建立了基于CMG-STARS的华北地区砂岩热储定向井的回灌与采出模型,分别研究了完井方式、单日回灌量、水层厚度比及采灌井径对地热回灌效率的影响,并分析优化中深层砂岩热储的回灌井参数。结果表明：完井方式是影响回灌效率的最主要因素,依次是单日回灌量、采灌井井径、水层厚度。为提高回灌效率,通过模拟研究优选出参数方案为表皮系数的最佳数值为0和5,单日回灌量在1 600 m³左右,采灌井径为215.9～241.3 mm,水层厚度比为0.33～1。结合造井成本因素,采灌井型选用“一定向井”回灌“一定向井”生产模式,其回灌效率明显高于“一定向井”回灌“一直井”生产模式。     

滹沱河地下水库有效蓄水率研究

地下水库已成为改善区域水资源时空分布的有效手段,定量评价地下水库与地表水库的有效蓄水率对提高区域水资源利用率具有重要意义.滹沱河地下水库为例,通过地下水流数值模拟方法,结合GIS技术计算不同人工补给条件下的滹沱河地下水库的有效蓄水率,并与上游黄壁庄水库有效蓄水率进行了对比研究.结果表明,地下水库的有效蓄水率在80%~91%之间,随着人工补给量的增加呈减小的趋势,黄壁庄水库的有效蓄水率在50%~80%之间,随着入库水量的增加呈增大的趋势;对比分析结果表明,地下水库储水效率明显优于地表水库,为地下水库-地表水库联合调蓄方案的制订提供科学依据.