海潮引起的海底承压含水层系统中地下水位的波动——海底弱透水层的弹性储水效应

研究了由潜水含水层、在海底延伸的承压含水层和介于其间的弱透水层构成的滨海含水层系统中,弱透水层的弹性储水以及含水层的海潮荷载效应对承压含水层中的地下水位的影响.研究结果表明,当海底弱透水层延伸足够长时,它的弹性储水对承压含水层中的海潮引起的水头波动有增强作用.     

初始浓度分布对一维含水层中溶质运移的影响

为了研究含水层中任意初始浓度分布条件下一维含水层介质中的溶质运移规律,采用对流-弥散方程构建考虑任意初始浓度分布条件下一维含水层介质中溶质运移动力学数学模型,模型采用持续注入示踪剂、瞬时注入示踪剂和脉冲注入示踪剂3种不同的边界条件,数学模型的求解采用格林函数法.并通过开展室内一维砂柱实验进一步验证模型的科学性和适用性....     

变流速条件下非达西裂隙流溶质运移特征研究

单裂隙介质中水流和溶质运移特性问题是裂隙地下水污染的研究基础,其水流和溶质运移规律目前尚未完全清楚.以Izbash和指数变化的地下水流速方程为基础,建立了变流速条件下单裂隙介质非达西流溶质运移模型,通过积分变换方法得到了模型的解析解,并模拟分析了非达西流和指数变化的地下水流速下裂隙介质中的溶质运移特征.结果表明:变流速...     

基于替代模型的地下水溶质运移不确定性分析

为分析参数的不确定性对地下水溶质运移数值模型的影响,采用蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟对一算例进行分析,并从风险评估的角度对不确定性分析的结果进行了阐释.为减小计算负荷,利用Sobol'法对模型参数进行了灵敏度分析,筛选出较为敏感的参数作为随机变量,建立了模拟模型的克里格(Kriging)替代模型,进而实现Monte Carlo模拟.结果表明:置信度为80%时,井1,2,3浓度值的置信区间分别为23.46~42.06,47.99~66.73,69.54~82.94mg/L;结合风险评估,计算出地下水受污染的风险为0.54,可为地下水污染物防控与修复提供科学依据.     

沉湖地区弱透水层孔隙水的水化学特征及其成因

弱透水层对含水层水质具有重要的影响,识别弱透水层孔隙水的水文地球化学成因对揭示含水层中元素的来源有重要意义.以长江中游江汉平原沉湖地区为研究区,根据沉积物粒度,将研究区48个沉积物样品划分为25个粉质黏性土和23个粉砂土(分别属于弱透水层透镜体和孔隙潜水含水岩组),通过对沉积物孔隙水中K+、Na+、Ca2+、Mg2+、...     

江苏新沂市越流含水层的地下水资源评价

中国利用越流含水层作为城市供水水源地的实例并不多见。本文根据实际开采资料,利用伽略金（Ｇａｌｅｒｋｉｎ）有限元法计算当补给层水头变化时越流含水层的地下水资源,并提出水位预测的方法。还利用补给层的水量平衡评价越流含水层开采量的保证程度,预测了新水源地投产后对老水源地的影响。本文对于正确认识越流含水层的地下水资源特性及其在城市供水中的意义有重要参考价值。     

越流含水层系统地下水有毒元素污染数值模拟——以太原盆地地下水汞污染为例

提出了一个越流含水层系统考虑弱透水层吸附作用的地下水污染数学模型,模型应用于太原地地下水中汞污染的数值模拟,水位拟合误差为０．４０７－０．５０ｍ,汞离子浓度拟事误差小于４％－５％,表明模型可靠,合理,为定量预测越流含水层系统地下水污染提供了科学手段。     

初始含水量对黄河口潮滩溶质优先运移的影响研究

陆源污染物在潮滩沉积物中的迁移吸附对海洋生态环境有重要影响.选取非吸附性溶质NO3-和吸附性溶质H2PO4-作为示踪剂,通过室内土柱实验研究三种初始含水最对黄河口沉积物中非吸附性溶质和吸附性溶质优先运移的影响.结果表明,干土条件使得大孔隙对水流和溶质运移的贡献更大,初始穿透更早,相对浓度峰值更大,回收率更高;随着黄河口...     

基于HYDRUS-1D模型的不同生物滞留池中水分及溶质运移特征模拟

通过生物滞留池中试和HYDRUS-1D软件,构建了水分和溶质在不同填料生物滞留池中的运移模型,研究了不同情景下生物滞留池对水量和水质的调控效果.同时,利用Morris筛选法对模型参数的不确定性进行分析.结果表明,V、h、θs、n、Ks等参数对水分运移的影响较大,V、c、h、Kd等参数对溶质运移的影响较大.选取试验1~4的数据对模型进行率定,试验5~9的数据对模型进行验证,水量及溶质的Nash-suttcliffe模拟效率系数(Ens)均在0.85以上.采用率定后的模型对预设情景进行模拟,结果表明,人工填料层为粉煤灰+沙的生物滞留池对水量综合削减率为70.54%,对污染物负荷综合削减率为83.88%,效果最佳;增加填料层的厚度可以提高水量削减效果和污染物去除效果,在30、40、50 cm 3种厚度下,填料厚度为50 cm时,水量综合削减率为64.00%,污染物负荷综合削减率为77.71%,效果最佳.进水水量的增大会降低水量削减效果和污染物去除效果,1年重现期下比10年重现期下水量综合削减率大35.97%,污染物负荷综合削减率大20.19%.污染物的去除效果随进水浓度的增大而降低,高、低浓度进水下污染物负荷综合削减率相差7.49%.     

承压含水层脆弱性影响因素分析及评价模型的构建——以山东省济宁市为例

由于浅层地下水的污染以及承压水的开采,导致受到污染的浅层地下水越流补给深层承压水,增大了承压含水层受到污染的风险,如何评价承压含水层受到污染的可能性是迫切需要解决的问题。论文根据承压含水层受污染的特点将承压含水层脆弱性分为固有脆弱性和扰动脆弱性两个方面,同时根据脆弱性大小具有相对性这一特性,将研究区内承压含水层各脆弱性评价指标归一化,根据信息熵反映实测数据的效用值计算评价指标权重,而后加权求和得到反映脆弱性的综合指数,从而避免了构建脆弱性分级和定额的主观性。以济宁市承压含水层脆弱性评价为例,对评价方法的可靠性进行了分析,通过与数值模拟结果进行对比验证了方法的可靠性。该方法具有概念清晰、操作简便等特点,对无法建立地下水流数值模型和溶质运移模型的地区开展承压含水层脆弱性评价有一定的应用前景。     

土壤污染物溶质运移模型研究进展

土壤中污染物溶质的运移已经成为了近年来研究的热点。本文回顾了关于土壤中溶质运移模型的研究成果,讨论了各个模型的优势及其不足之处,介绍了应用最为广泛的传统微分方程模型。对应用于非均匀介质中的随机运移模型进行了描述,并将其和传统微分方程模型进行了比较。介绍了可动-不可动水体模型并讨论了其相关参数的影响因素。列举了几种和其他学科或研究方向结合的溶质运移模型。最后提出了今后模型开发的发展方向。     

双侧海潮作用下海岛含水层系统中地下水位波动研究

考察了海岛地区的一个横断面,在双侧海潮及弱透水层引起的越流共同作用下,含水层系统中的地下水位波动;建立了数学模型,并得到了该模型的解析解;定义了含水层长度的阈值,对含水层长度及越流等因素对地下水位波动的影响进行了讨论.     

地下水溶质运移方程有限差分格式的实证研究

在求解对流占优的地下水溶质运移方程时,为克服有限差分法和有限单元法产生的过量和值弥散等虚假数值现象,出现了许多数值方法,其中包括Crank-Nicholson格式、上游加权法和人工扩散量法等。以一维地下水溶质运移方程为例,分析三种差分格式的截断误差、稳定性和收敛性,并通过数值试验,在不同的对流强度下,将不同算法的数值解与解析解进行对比,研究不同算法的优缺点和适用条件。结果表明:在对流占优较弱时,三种方法都适用,但Crank-Nicholson差分格式误差最小;当对流强度增大时,适用时间步长较小的人工扩散量法;当对流强度较大时,适用时间步长较大的人工扩散量法,或者空间步长较小的上游加权法。该研究可为解决实际问题时算法的选择提供依据。     

城郊排水沟渠溶质传输的暂态存储影响及参数灵敏性

选择Na Cl为示踪剂,于2013年9~10月在合肥城郊的关镇河支渠开展5次瞬时投加示踪实验.从暂态存储、侧向补给和对流-扩散等作用机制层面,设置4种模拟情景,解析暂态存储作用对于排水沟渠溶质传输规律的影响,并对OTIS模型参数进行灵敏性分析.结果表明,暂态存储对于主流区Cl-模拟浓度穿透曲线(BTCs)峰值大小影响很大,相对偏差高达24.23%~117.26%,显著高于对峰值出现时间的影响,且暂态存储影响显著超过了侧向补给作用;由相关性分析,主流区Cl-模拟浓度BTCs峰值大小和出现时间的相对偏差与As/A具有极显著相关性;4个主要参数的灵敏度排序为AAsαD.     

川东平行岭谷区典型岩溶含水系统中NO3-的存储和运移

为了研究NO3-在岩溶含水系统中的存储和运移规律,对降雨条件下重庆川东平行岭谷区青木关地下河系统的水化学动态进行在线监测和高密度采样测试,结合NO3-的月动态变化,并利用主成分分析方法.结果表明,降雨期间地下河中的NO3-与全Fe、全Mn、Al3+是两组不同来源的元素,在含水系统中表现出不同的地球化学行为.NO3-从地表输入后随土壤水下渗存储于岩溶非饱和带的裂隙、孔隙和溶隙等含水介质中,而全Fe、全Mn、Al3+则是地表受雨水侵蚀的土壤随地表径流通过落水洞、竖井等通道,以集中流的形式灌入地下河造成的.进而将NO3-在岩溶含水系统中的运移过程分为输入存储、快速输出和再输入存储这3个理想的阶段.在外部条件大致相同的情况下,非饱和带的岩溶发育程度是影响降雨期间地下河中NO3-浓度变化的关键因素.降雨条件下存储于非饱和带的NO3-很容易被释放出来,破坏地下水生态环境,严重威胁着当地群众的健康安全.需要加强岩溶生态系统管理工作,改善土地利用方式,科学施肥,有效控制地下水营养成分的地表输入.     

城市客运交通系统可持续发展动力学模型

从系统论的观点出发，结合当前城市客运交通的现状，给出了城市客运交通系统所具备的动力学性质和特征。采用了协同学理论方法来分析城市客运交通大系统以及各子系统的问题。基于动力学基本原理建立了一个数学模型，探讨了城市客运交通系统资源开发利用与城市经济可持续发展之间的非线性关系及其调控策略。     

基于井口涌水量变化类型判断岩溶含水层厚度

针对含水相对均匀的溶洞-裂隙水含水岩组,为判断岩溶含水层厚度,通过对空气潜孔锤钻进工艺施工钻孔井口涌水量变化进行分析,结果发现:利用该工艺施工的钻孔井口涌水量一般会出现稳定型、降低型和增长型三种变化类型;井口涌水量变化类型反映了岩溶含水层是空间尺度上发育的垂向地下水系统,具有分层特征,其厚度与碳酸盐岩岩溶化程度的不均一性耦合,体现了碳酸盐岩岩体内不同空隙的发育规模、密度及其相互间的联系程度;明确了地下水埋深状况以及含水层的构成条件。故采用空气潜孔锤钻进工艺施工的钻孔,在非干孔情形下,可以利用井口涌水量的变化类型判断岩溶含水层厚度。     

青木关地下河系统中不同含水介质下正构烷烃对比研究

为阐释不同含水介质中正构烷烃的来源及迁移、变化特征,2013年7~11月期间,每月对大驴池、姜家泉两个表层岩溶泉进行取样,并利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对样品中溶解态正构烷烃的组分进行定量分析.结果表明,大驴池中溶解态正构烷(T-ALK)含量变化范围为175~3 279 ng·L-1,平均值为1 011ng·L-1,姜家泉变化范围为282~775 ng·L-1,平均值为527 ng·L-1.大驴池中高碳数(C25~C32)正构烷烃占T-ALK含量的27.89%~52.92%,CPI(碳优势指数)值介于0.64~5.86之间,OEP(奇偶优势指数)值介于0.57~4.56之间,L/H(短链/长链正构烷烃比值)的变化范围为0.33~0.50之间,随月份无规律变化;姜家泉中高碳数(C35~C32)正构烷烃占T-ALK含量的23.66%~49.73%,CPI值的变化范围为0.82~3.07,OEP值的变化范围为0.51~3.59,L/H值则在0.97~1.23之间波动,且随月份的增加呈增大的趋势.即在7~11月之间,大驴池中高等有机质输入所占的比重不断增大,而姜家泉中有机质的输入类型差异较大.L/H值不能反映两者有机质输入的相对贡献,初步认为和降雨或水洗效应相关.另外,TAR(陆生/水生类脂物比值)值对降雨有一定的响应.     

强降雨条件下非均匀介质污染物运移数值模拟

为研究强降雨条件下污染物在非均匀介质中的运移特征及对地下水环境的影响,基于随机理论,利用MATLAB工具,考虑不同降雨强度下降雨入渗速率、表现含水层非均质介质特性的渗透系数及纵向弥散度3个主要因素对溶质运移的影响,调用MODFLOW和MT3DMS程序求解和分析地下水流和溶质运移问题。结果表明强降雨通过影响地下水流动场的相关参数,增强了污染物迁移的速度及污染程度:饱和渗透系数变异系数一定时(CoV=100%),360 mm/d、280 mm/d及240 mm/d雨强条件下污染物运移至3#观测点需要大约60 d、72 d和84 d,且运移时间120 d时浓度分别达到0.488 mg/L、0.187 mg/L及0.088 mg/L;雨强一定时(P=360 mm/d),运移初期KS变异系数越大,污染程度越大,而随着时间的延长至108 d,CoV=50%条件下浓度值超越变异系数为100%、150%、200%时的浓度,120 d超越250%;最后,相对低雨强条件下,观测点污染浓度与K_S变异系数成正比,随着雨强的增大则成反比。以上研究结果可为强降雨条件下大尺度地下水环境污染预报、评估与治理提供理论依据。