潮汐对近岸地下水水位波动影响的试验研究

利用自行研制开发的潮汐模拟自动控制系统,对潮汐影响下近岸地下水水位波动和周期平均地下水水位超高进行了试验研究.试验结果表明:近岸任意一点地下水水位随时间变化具有不对称性,水位上升比下降快;潮汐信号在地下水传播过程中会产生周期性的水位波动,随着离岸距离的增加,水位波动振幅衰减加快;潮汐在沿岸潜水层中形成的地下水水位超高最大可以达到含水层厚度的10%左右.潮汐的振幅和频率对近岸地下水水位超高有着重要的影响,在相同条件下频率对地下水水位超高的影响较振幅大;潮汐对地下水水位超高的影响还与近岸潜水层的厚度有关.     

非饱和土中弹性波的传播特性

根据多孔介质混合物理论,考虑土颗粒间的吸应力,建立一类非饱和土三相波动模型.基于VG模型得到非饱和土中体波的传播波速和衰减的解析表达式,并且与已有的试验数据相比较,验证了理论分析结果的有效性.通过参数分析探讨非饱和土中体波的相速度和衰减与频率、饱和度和吸应力等影响因素的关系.结果表明:非饱和土中存在4种体波,即3种纵波和1种横波;各种体波均具有频散性和衰减性,其中波速P_1波最大,S波次之,P_3波最小,衰减大小正好相反;饱和度以及吸应力对非饱和土中波的传播有着显著的影响.     

基于希尔波特-黄变换的海滩碎波带水体波动特征分析

 介绍了HHT原理及其端点效应与正交性,分析了台风过程中碎波带水体波动特征。结果表明,碎波带波浪在台风期间波能增大且向低频转移,台风过后波能减弱且向高频转移;海滩地下水波动主要受潮汐涨落影响,波动周期可能受台风增水影响;台风与天文大潮耦合导致海滩地下水位奇异性波动。     

大小潮作用下沿海潜水水位波动的数值研究

沿海潜水层具有一个动态的向海边界,水位随海潮的波动而波动.浸润面的存在给向海边界条件的确定带来一定的困难,而以往研究(例如大小潮水位波动的摄动解法)往往忽略浸润面的影响.为此,在考虑浸润面影响的基础上建立了大小潮水位波动的数学模型.模拟结果表明:(a)潜水层周期平均水位高于静止水位;(b)大小潮向内陆传播时振幅衰减越来越明显,但传播距离远远大于半日潮的传播距离;(c)水位随时间变化具有不对称性,水位上升比下降快;(d)在水位下降阶段特别是大潮期间,地下水渗出点水位偏离潮汐水位,即会形成浸润面.     

雨水花园集中入渗对非饱和土壤含水量和地下水的影响

为更好地利用雨水花园蓄渗雨水径流补给地下水,缓解城市化对水环境的不利影响,通过花园集中入渗雨水径流实验,监测雨水花园流量变化过程及地下水、土壤水的变化情况,研究集中入渗对非饱和土壤含水量和地下水的影响.结果显示,对于强度小、历时短的降雨,雨水径流先储存于非饱和土层,后被消耗,无法补给地下水;对于大雨和暴雨的径流, 2.3 m深的非饱和区补给水量约为饱和区的7.3倍.地下水接受入渗补给具有滞后性,特别是地下水位埋深较大时,滞后现象更为明显.     

沙漠区地震资料近地表吸收补偿方法研究

西部沙漠区地震勘探中,松散的近地表沙层导致了地震波能量,特别是高频成份严重吸收衰减,对此缺少针对性地震处理技术。为了消除近地表对地震波传播的影响,探讨了一种利用黏弹性波动方程波场延拓进行吸收衰减补偿的技术。通过微测井测量数据确定适合于工区的近地表黏弹介质模型,利用初至约束层析反演建立近地表速度模型;并根据近地表速度与品质因子的关系转换为近地表品质因子模型。最后通过基于黏弹介质的波场延拓将地表接收到的地震波下延到高速层顶,从而达到恢复地震波高频信息及拓宽有效频带的目的;该技术在实际资料应用后能有效拓宽频带10 Hz以上,取得了明显的效果。     

高频波动对多孔弹性介质中稠油黏温参数影响规律研究

为了定量描述高频波动激励井热力学降黏解堵的机理,基于高频波在多孔弹性介质中能量传播、损耗和转化的动力学特征,建立了高频波动激励下稠油油藏近井带储层中稠油温度及黏度变化的稳态和非稳态耦合动力学模型。该模型由能量衰减和转化方程、非均匀热源圆筒壁导热微分方程和温黏状态方程组成,采用耦合迭代方法进行数值计算,揭示了高频波对多孔弹性介质中稠油温度和黏度影响的主控因素及规律。结果表明:频率为20 k Hz的高频波动在r0.6 m范围内作用效果明显,频率越高作用效果越好,但处理范围越小;与波动频率相比,振幅对其作用效果更显著;波动作用由非稳态向稳态过渡所用时间约400 s。该模型的建立与求解,为稠油油藏近井地带高频波动解堵增产增注技术提供了重要的理论依据。     

浅水分潮对海岸地下水波动影响初步研究

基于一维Boussinesq方程,在斜坡海岸边界条件中综合考虑了半日潮及其浅水分潮的作用,得到了方程的二阶摄动解,并结合现场实测资料,比较分析了浅水分潮对海岸地下水波动的影响。分析结果显示,考虑浅水分潮后,其摄动解较之仅考虑半日潮的同阶解与现场实测数据更为接近,而且解的阶数越高,解的精度越高。研究结果表明,浅水分潮对海岸地下水波动振幅的影响比较显著,也能较好地改善相位上的偏移。因此,在对海岸地下水波动研究时,应该考虑浅水分潮的作用。     

黄河三角洲典型潮沟系统水文连通特征及其生态效应

滨海盐沼湿地处于海陆交替的过渡区域,初级生产力高,是很多重要物种的栖息地,对于维持滨海湿地的功能及全球生态平衡方面起着重要的作用。在气候变化及人类活动的作用下,滨海盐沼湿地从结构完整性到生态功能的发挥都受到深刻影响。潮沟系统水文连通是滨海湿地的关键生态过程,同时也是维护和修复滨海湿地的重要途径。本文通过对黄河三角洲滨海盐沼湿地中一条典型、完整且具有主、次支流的潮沟系统进行野外调查及原位观测,分析其水文连通特征及不同水文连通梯度下的土壤及生物空间分布规律。结果表明水文连通强度受潮沟形态及地形地貌特征影响,其中淹水频次、累计淹水时长与潮沟形态及地形地貌特征具有显著的相关关系;土壤水盐特征受水文连通强度影响显著,含水率在大潮期大于小潮期,高频淹水区大于低频淹水区,而土壤盐度受淹水频率影响较大,较为频繁的淹水有助于缓解土壤盐度胁迫;盐地碱蓬生物量随水文连通梯度的分布规律与种子流通量、土壤种子库密度基本一致,均为高频淹水区大于低频淹水区,表明盐地碱蓬的分布主要取决于植物生命周期的各个过程对水文连通特征的适应性。      

振动压路机引起的环境振动及其危害

振动压路机引起的环境振动以波动的形式传播和衰减。根据波的吸收理论,分析了土壤媒质中振动波的衰减规律,按波能与振副的关系,推导了振幅随距离衰减的计算公式,结合环境振动测试结果及建筑物地面振动容许限值,给出了振动压路机的安全工作距离及隔振沟障等危害预防措施。结果表明,振动压路机引起的环境振动以柱面波形式传播并随地面距离平方根的倒数的规律衰减。     

基于Trefftz法的沿海越流含水层系统地下水研究

本文提出使用Trefftz法结合时空配点法建立沿海越流含水层系统承压地下水暂态模型的首创性研究。本文利用分离变量推导了越流含水层地下水控制方程的Trefftz基底,并通过叠加以获得满足控制方程的近似解。基于时空坐标系统,求解越流含水层系统承压地下水的暂态流动情况。本文运用该方法将数值解与解析解进行对比和精度研究,结果证明了Trefftz法研究越流含水层系统地下水的可行性。此后,进一步针对沿海地下水进行数值模拟,并与有限差分法进行比较分析,结果不仅准确地描绘了地下水波动特征,更加表明了Trefftz法在沿海越流含水层系统地下水研究的适用性。     

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。     

采煤矿区地下水脆弱性评价

地下水脆弱性主要是由含水层中的环境地球化学效应和包气带土壤结构效应共同作用的结果。结合采煤矿区地下水污染的实际情况，分析了地下水脆弱性的影响因素，采用数学模型和DRASIC评价指标体系法对矿区地下水脆弱性进行初步研究。给出了相应评价因子，建立了采煤矿区地下水水环境脆弱性评价指标体系，定量化评价地下水潜在的易污染程度，为采煤矿区的资源开采、水环境保护和地下水资源管理提供科学依据。     

循环单井的传热特性

依据能量守恒建立了循环单井井管-井孔-含水层耦合传热模型，并通过现场试验的数值模拟验证了该模型的正确性．针对典型循环单井的传热特性进行了研究．结果表明，采暖季期间，循环单井抽水温度变化剧烈，变化量达7℃，这降低了系统应对突发负荷的能力，增加了热泵机组的耗功．井孔与含水层之间的原水交换承担了近23．4％的负荷，且基本不随时间变化．循环单井对含水层的热影响范围不大（14m），因此，多口循环单井的井间距可以较小（如15m）．     

关中盆地包气带氮迁移转化数值模拟及预测

目的针对关中盆地潜水硝态氮面状污染比较突出的实际状况,研究施入氮肥后在耕作层以下的包气带中"三氮"运移转化和累积规律。方法以地貌为基本单元,结合包气带厚度和岩性,通过建立相应的数学模型进行模拟和计算。结果按照目前的农田施肥条件,在2年中,区域内沙丘和河漫滩进入地下水的氮通量可达170~300 kg/hm2;黄土台塬洼地和河谷低阶地等地进入地下水的氮通量100~140 kg/hm2;在包气带较厚(大于20 m)且透水性较差的河谷高阶地、黄土台塬和山前洪积平原等地区,进入地下水的氮通量一般低于50 kg/hm2。结论区内河漫滩、沙丘、河谷低阶地和黄土台塬洼等地区,是关中地下水易产生氮污染的脆弱区,因而应是地下水重点保护地区。     

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...     

尾矿氰化物渗漏对地下水污染的动力学模型

通过分析尾矿氰化物渗漏在土壤中迁移机制的基础上,建立了污染物运移过程的耦合动力学模型，模拟了不同时间内氰化物在包气带土层中浓度分布。数值模拟结果表明。氰化物渗漏对地下水污染将产生一定的影响，当降雨量增大时，污染物质可穿过包气带而污染地下水。同时，微生物降解作用对浓度在包气带土层分布也产生很大的影响，这对于定量化评价氰化物类污染物渗漏对地下水污染的潜在性影响提供了可靠的理论根据。     

阿特拉津农药在包气带内运移模拟

对植物根区(土壤层)及渗流区(作物根区以下潜水面以上包气带部分)农药的行为进行了数学描述．应用植物根区数学模型模拟了旱田除草剂阿特拉津农药在研究区包气带中的行为．模拟结果表明,吸附系数较小、降解半衰期较长和在水中的溶解度较大的阿特拉津农药可长期残留在包气带内,并且能够随降雨入渗进入潜水含水层而污染地下水．     

Natural Biological Attenuation of Benzene in Groundwater

IntroductionBenzene is a toxic contaminant often detectedin high concentration above the allowable limits ingroundwater beneath petro- chemical plants.Theprocesses for removing benzene from groundwaterinclude adsorption by activated carbon,airstripping,chemical oxidation,and biologicaldegradation[1] .Pumping the benzene out of theground and treating itexternally is commonly usedbutis expensive and requires long periods of time.The method of in situ biological degradation isthought to be cost- …     

典型潜水含水层通过缓坡湖底的渗流量计算

根据浅水湖泊与周边含水层的水力关系,首先假设潜水含水层以同厚水平无限延伸,并与湖底以一个较小的坡度相交,然后利用水力学方法对含水层中地下水在湖底表面的水力坡降和渗流量分布进行了研究、结果表明,具有较缓坡度湖底的大型浅水湖泊,其含水层的渗流量主要集中在湖岸带(Dupuit假设在这里不成立),并通过湖底与含水层接触面的上部进入湖泊,排水区的宽度与含水层厚度和湖底坡度的大小等密切相关．