地下水人工回灌过程中生物堵塞研究进展

地下水人工回灌是应对地下水过度开采最有效的方式之一,而回灌堵塞问题导致回灌效率下降,一定程度上制约了地下水回灌的发展。回灌堵塞根据成因分为物理堵塞、生物堵塞和化学堵塞三种类型,其中生物堵塞是造成回灌堵塞的第二大因素。从生物堵塞的形成机制、对介质渗透性能的影响、在介质内部的发展分布及微生物生长代谢的影响因素等角度对现有的研究进行了总结与分析,当前的研究较多基于单因子研究,较少考虑微生物生长繁殖多因子交互作用,此外,对于微生物生长繁殖及群落演变与介质内部的流动模式相互影响机制的研究也不够深入。     

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。     

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。     

地下水人工回灌过程中微生物堵塞的预测

基于微生物生长模型与多孔介质渗透理论,耦合微生物生长量与介质渗透性变化的定量关系,建立了地下水回灌过程中沿入渗途径上微生物堵塞程度的预测模型.进而利用该模型,计算了平谷地区采用不同雨洪水源进行地下回灌可能引起的微生物堵塞程度,结果显示微生物堵塞主要发生在近地表的0.5m范围内,渗透系数降低幅度最大仅为2.3%.     

风峪沟地下水回灌工程可行性研究

为保护晋祠这一名胜景观 ,在晋祠以北 5km处的风峪沟修建回灌工程 ,利用该沟内的泉水和洪水 ,经相应的工程措施后 ,可以利用断层补给地下水补充晋泉水源。     

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...     

平原区井灌对地下水水质影响评价方法研究

从“开采抽取”这样一个特定条件出发，分析开采(井灌)引起地下水水质恶化的途径与机理，通过对地下水水质变化的定量预测，选取适宜的评价因子与评价标准，进行地下水水质变化趋势评价以及分级评价，是地下水环境影响评价的重要内容。     

采矿疏水的回灌与地下水资源管理模型

分析了地处毛乌素沙漠东南缘的大柳塔井田用采矿疏水回灌潜水含水层以保护地下水资源的可行性,并讨论了现场回灌试验的结果,在此基础上,建立了井田疏水与回灌相结合的地下水资源管理模型。     

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。     

地下水人工补给井研究综述

综述了国内外地下水人工补给井设计建设、模拟试验、井流计算等方面的研究现状。认为国外补给井设计技术已较为规范,国内还处于初步探索阶段。指出补给井试验以堵塞研究为主,补给井型态、优化布设等方向关注较少;补给井流模拟计算主要依靠抽水井流理论,变化水头情形下的补给井流缺乏合理的模拟计算方法。建议加强补给井规划、设计与施工的技术集成研究,开展补给井优化设计与数值模拟研究,合理预测补给效果,促进地下水人工调蓄工作。     

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.     

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。     

PV-LED及太阳光直接加强照明系统的设计

为了利用绿色能源解决公路隧道进出口段"黑洞""白洞"问题,设计了PV-LED(光伏发电直接驱动发光二极管发光)及太阳光直接加强照明系统。该系统完全避免使用蓄电池和光纤,直接利用太阳光进行照明,且创新性地设计了球关节结构导光装置及其配套的闭环控制系统,实现了不同方向入射太阳光定向反射进隧道的目的。研究结果表明,该系统能够充分利用太阳光对隧道进出口段进行自适应性直接加强照明,切实提高了照明效率,有效降低了运营成本,达到了节能降耗的目标。     

两段喷射直喷式汽油机燃烧系统的混合气形成规律

针对一般直喷式汽油机燃烧系统设计复杂的问题,研究开发了一种以两段喷射作为分层稀燃混合气形成主要手段的汽油缸内直喷式燃烧系统。该文用三维模拟计算和试验的方法研究了两段喷射控制分层混合气形成的基本规律。研究结果表明:一次喷油时刻存在着最佳值,过早过晚都使喷雾碰壁,不利于混合气的形成和燃烧。二次喷油时刻也存在最佳值,在进气上止点后250°CA进行二次喷油,可使火花塞周围的混合气在点火时刻较适宜,有利于点火。两次喷射油量之比对混合气的形成有显著影响,当其控制在1/3左右时,缸内混合气的分层结构较为合理。     

油田分层注水智能控制系统设计

油井的地下油层大多有多个,每层的地质物理条件差异很大,而且每个油层都是独立、封闭的储油体,这是由形成油层的地质条件不同造成的。就同一注水井而言,以同一压力注水,某些层段可能大量进水,某些层就可能进水少甚至不进水,导致不进水的油层里的油驱替不出来,造成采油死区,使产油量下降。为了使各油层注水注量合理、注水均匀,提高各油层...     

考虑启动压力梯度的注水井注入能力研究

以五点井网为研究对象,在考虑启动压力梯度的基础上,建立油藏注水物理模型和数学模型,并对其差分求解.研究了启动压力梯度、注采井距、渗透率等因素对产油量和注水量的影响,绘制了不同因素影响下的地层压力等高线图.结果表明,启动压力梯度、注采井距越小,渗透率越大,则油井的产量越高,注水井的水驱控制程度越大,波及范围越广,且注采井距对水驱控制程度的影响最大.     

毛细管电泳-直接紫外测定复方氨基酸注射液中氨基酸的含量

建立了复方氨基酸注射液中氨基酸的高效毛细管电泳直接紫外检测方法.采用30 mmol/L硼砂-10 mmol/L磷酸氢二钾作为缓冲溶液,体积分数为3%的无水甲醇作为有机改性剂,0.5 mmo/L十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为电渗流改性剂,pH为9.5时,4 min内半胱氨酸、甘氨酸、谷氨酸、天冬酰胺和天冬氨酸等5种未经衍生的氨基酸均获得了基线分离.各氨基酸迁移时间和峰面积的相对标准偏差(RSD)分别小于0.3%和3.5%,检测限在0.3~1.2mg/L之间,同时还对氨基酸产生紫外吸收的机理进行了探讨.应用该法测定了市售复方氨基酸注射液中氨基酸的含量,各氨基酸的加标回收率为97.8%~102.7%.