氨氮在弱透水层中的渗透迁移规律研究

通过渗透试验、吸附试验和高压动态土柱试验对氨氮在弱透水层中的渗透、迁移转化规律进行研究。试验结果表明,弱透水层对氨氮具有很强的吸附能力;弱透水层中生物作用微弱,弱透水层对氨氮的去除主要是非生物作用的结果;硬度或其他交换性离子的作用会影响氨氮在弱透水层的穿透时间和吸附稳定性。此研究对揭示深层地下水的氮污染规律及探索地下水污染修复提供理论支持。     

不同Eh条件下弱透水层中硝酸盐截留能力

为了研究硝酸盐在不同Eh条件下通过弱透水层的迁移机理及转化形式,用天然黏土作为渗透介质弱透水层,在高渗透压条件下进行室内实验,模拟地下水中硝酸盐通过弱透水层的迁移转化过程。结果表明：单位质量黏土截污容量为1.45 mg/g,阻截率R=92%,不同Eh条件下（Eh分别为0、-100、-200 mV）弱透水层对硝酸盐的阻截能力都很强;低氧化还原电位有利于弱透水层吸附硝酸盐。弱透水层中硝酸盐的转化途径表明,弱透水层对硝酸盐的阻截能力很强,是微孔隙截留作用、机械过滤、离子吸附、协同吸附以及较弱的微生物共同作用的结果。     

滨海多层含水层系统中海潮引起的地下水位波动

通过对一个滨海多层含水层系统的考察,该含水层系统由上、下弱透水层和介于中间的承压含水层组成,海底露头处被淤泥层覆盖.建立了描述该系统中地下水水头随潮汐波动的数学模型,并得到其解析解.该解析解与六个基本参数有关,分别是承压含水层的海潮传播参数,淤泥层的无量纲透水系数,上下弱透层与承压含水层贮水率的比率 (无量纲)和上下弱透层的无量纲越流.当这些参数取某些特殊值时,我们的解便化简为前人考虑的几种简单情形对应的解.分析表明,承压含水层中地下水水头波幅是上、下弱透水层贮水率和越流系数的减函数,是淤泥层相对透水系数的增函数;波动相位(时滞)是上、下弱透水层贮水率和越流系数的增函数,是淤泥层相对透水系数的减函数.     

一种实验确定弱透水层水文地质参数的原理与方法

弱透水层是含水层系统的重要组成部分,弱透水层的水文地质参数(如渗透系数、传导系数、贮水率)不仅对预测、评价和控制地面沉降有重要意义,而且对地下水资源开发、评价和计算以及含水层系统污染物运移规律和热能传导规律的研究有着重要的意义。以饱和承压弱透水层柱体为模型,在一侧水头降低某一常量条件下推得了弱透水层单位水平面积的流量公式,给出了基于流量随时间变化的实验资料采用配线法确定弱透水层传导系数、渗透系数和贮水率的具体方法,并结合实验及相关资料进行了参数的确定和验证。这一方法不仅理论严密,而且具有实验装置及实验过程简单、易操作,获取的参数较多,精度高等优点。因此有很好的推广应用价值。     

泥浆钻进孔强化洗井后的效果分析

泥浆钻进的第四系抽水钻孔,强化洗井后,只能部分消除泥浆钻进的影响。尤其在弱含水岩层中,洗井的目的难以达到。即使在强含水岩层中,洗井的效果也只是近似的和相对的。      

一种长期观测资料确定弱透水层参数的方法

弱透水层是含水层系统的重要组成部分,要准确计算弱透水层释水量和变形量需事先确定弱透水层的渗透系数和贮水率值。基于一维含水层系统概念模型,在相邻含水层降深随时间线性增大的边界条件下,推得了无量纲形式的弱透水层降深解析解,分析了弱透水层中滞后降深消散规律。根据水量均衡方程得到了弱透水层累计压缩变形量随时间变化的标准曲线,并提出了一种配线法用以确定弱透水层的渗透系数和贮水率,该配线法能够反映弱透水层释水变形过程的滞后性。以上海含水层系统为例,运用配线法确定了f_(10-7)分层标处第2弱透水层的渗透系数为4.26×10~(-10)m/s,贮水率为2.22×10~(-4)m~(-1)。对于具有长序列变形和水位观测资料的含水层系统,该方法具有一定的适用性。     

黏性土弱透水层压实作用:原理、技术及其水文地质意义

弱透水层与含水层相互作用是国际水文地质学界关注的热点问题,特别是黏性土弱透水层与孔隙含水层的相互作用。近年来,在自然沉积、过量开采地下水、现代化农业机械与建筑业重型机械应用等自然与人为活动影响下,黏土弱透水层会发生有效应力增加、孔隙结构变形和孔隙度减少、渗透性降低、溶解氧和贮水能力减少以及侧向和垂向排水等的压实作用,导致地下水污染、地面沉降等环境问题的发生。本文重点介绍了黏性土弱透水层压实作用的原理,分析了地下水系统中4种不同状态下沉积物压实与孔隙流体压力的关系,基于压实物理模拟和数值模拟两个方面对压实作用的研究方法与技术进行了系统总结,随后探讨了压实作用下黏性土弱透水层对地下水水量与水质的影响,并对此研究的发展趋势及其在地球科学、环境科学等研究领域的潜在应用提出了展望。     

解决“干水井”的新方法 机械理化联合洗井法

水井钻进用泥浆作冲洗液时,由于孔内泥浆柱的压力大于地下水头的压力,使部分泥浆渗透到含水层中,同时在钻孔壁上形成一层泥皮,而且钻进时间愈长,泥皮愈厚。泥皮阻止了地下水流入井中,给洗井疏通含水层带来了一定的困难。若采用传统的洗井方法,即用机械震荡抽水破坏泥皮疏通含水层,是比较困难的,尤其是对一些难洗的机井,往往洗井时间长,出水量小,效果不理想。而采用多磷酸盐的洗井法破坏泥皮后,再用机械震荡抽水,则可有效地解决上述问题。     

盐酸洗井法的应用与分析

盐酸洗井法在石油部门使用得比较广泛,而在水文井钻探工作中,考虑到水质及其他方面的地质要求,应用尚少。然而,在含水层主要为碳酸盐地层、含水层孔隙被碳酸盐类物质堵塞影响水井出水量的情况下,用盐酸洗井配合CO_2洗井或其他洗井法,其效果比较明显,很有展发前景。下面就我队在水文水井中所进行的盐酸洗井工作作一简单介绍。     

水锤法洗"干水井"效果好

传统的洗井方法有活塞洗井、空压机洗井、多磷酸盐洗井、酸化洗井和液态CO2洗井等工艺，虽然都具有较好的作用和适用范围，但对一些特殊的“干水井”总是不理想，即效果不明显，而采用水锤洗井法处理该类水井效果颇佳。     

辐射井在强透水弱调节含水层地下水开采中的应用

本文通过在强透水弱调节含水层研究区建立了地下水流数模型、并在研究区域进行数值模拟计算的基础上,分析了不同取水构筑物的取水效果.得出了强透水弱调节含水层地下水采用辐射井开采的优越性和辐射井的设计参数,总结出辐射井是开采强透水弱调节含水层较为合理的取水构筑物.     

土工膜-防渗墙-弱透水层联合防渗的有效性分析

深厚覆盖层坝基往往都是强弱互层结构,坝基中存在弱透水层。弱透水层既是隔水层又是软弱夹层,是否利用其作为控渗依托层关系到工程难度、进度及成本。绝大多数工程都将全封闭式防渗体作为控渗首选方案,保守的设计理念导致采用半封闭式防渗体控渗的工程少之又少。西藏多布水电站采用土工膜-防渗墙-弱透水层三位一体半封闭式联合防渗体,在国内外少见,具有一定代表性,其防渗效果具有重要的参考价值和借鉴意义。本文基于详细的地质构造资料,以非饱和土体渗流、比奥固结理论和土体的非线性流变理论为基础,考虑土体水力学及土力学参数随双场耦合的动态变化关系,借助ADINA建立流固耦合模型,全方位分析多布水电站的渗流场、应力场,以及弱透水层的承载力和液化性。研究表明:土工膜-防渗墙-弱透水层三位一体半封闭式防渗体能有效降低渗透速度、渗流量和抑制渗透坡降,各渗流参量满足控渗要求;大坝及防渗墙的水平位移、沉降和应力相对悬挂式防渗体有一定增大,需提高防渗墙的强度。弱透水层是防渗体系中最重要的部分,经分析弱透水层承载力满足要求,且不会发生液化。对比分析三种防渗体系,多布水电站现采取的土工膜-防渗墙-弱透水层三位一体半封闭式联合防渗体是最佳方案,可减小防渗墙深度近193m。该研究成果对类似工程具有重要的参考价值和借鉴意义。     

封隔震荡洗井新技术在水文地质勘查中的应用研究

封隔震荡洗井新技术大大提高了洗井质量和效率。针对传统洗井方法耗时长、效果差,且对大厚度含水层不能彻底洗净的问题,实践探索出新的洗井技术。在阐述洗井原理及工艺基础上,以HQ8勘探孔洗井及分层抽水试验应用实践为例进行分析。结果表明:封隔震荡洗井可实现大厚度含水层洗井彻底,分层抽水试验能获取无限逼近实际值的水文地质参数。该技术提高了水文地质勘探精度,尤其适用于大厚度含水层地区。     

深部弱透水层固结变形模型建议

地面沉降模型是地面沉降研究的重要内容,由于弱透水层的变形量占地层全部变形量的比重较大,因此对弱透水层固结模型的研究是地面沉降模型研究中的重要部分。笔者通过对深部弱透水层中粘性土孔隙水类型进行分析,得出深度弱透水层中孔隙水类型并对该类型孔隙水变形特性进行了研究,总结出深部弱透水层固结机理。在机理分析的基础上,提出采用非达西流计算模式对深部弱透水层计算模型进行了修正,并提出了深部弱透水层固结计算模型建议：孔隙水类型主要为扩散层内结合水时,可以采用利用非达西流修正的太沙基固结方程对深部弱透水层变形进行计算,可以参考给出的采用非达西定律修正过的一维固结方程 孔隙水类型主要为吸附结合水时,可以利用弹性本构关系模型对深部弱透水层进行变形计算。     

介绍一种简单易行的洗井法——孔内爆破洗井法

孔内爆破洗井法已在我县推广应用。它既能起到化学洗井的作用,又能克服酸液洗井存在的设备造价高、效果不太显著等不足,对增加基岩钻孔出水量成效显著。     

空气洗井钻进的研究——在绳索取心施工法中的应用和泡沫钻进

前言在石油钻井领域自四十年代后期开始采用空气洗井钻进，并取得了优异效果。引起极大关注。后因高压卡钻、井壁坍塌、空压机能力、钻管磨损、振动，以及穿过涌水层等种种问题，未能普及。在得知于空气中混入发泡剂或稳定液能够解决这些问题后，空气洗井钻进又被重新认识。近年来，空气洗井钻进多用于沙漠地区等水利条件差的地区的煤炭及其他矿物资源的勘探。在此条件下亦需要有能够进行深井钻进的方法。本文报告使用空气的粉尘钻进及使用泡沫的泡沫钻进基础研究的内容及其成果。     

弱透水层饱和粘性土中水分渗透规律研究

本文利用渗压仪,对弱透水层一饱和粘性土类的原状土样,进行不同水头差作用下的渗透试验,获得水在弱透水层不同孔隙类型中的渗透规律:V—I关系曲线及V—I关系方程等,为地下水资源评价提供了理论依据,具有重要的理论与实际意义。     

露头处具有淤泥层的滨海含水层系统中海潮引起的水头波动

滨海地区社会与经济的发展引发了各种各样的水文地质问题, 因此对滨海地区的水文地质条件, 尤其是地下水与海水之间的水力联系的研究尤为重要.本文考察了海底露头处具有淤泥层的滨海含水层系统中由海潮引起的水头波动.该系统由潜水含水层、承压含水层和介于其间的弱透水层构成.建立了该系统的数学模型, 得到了该模型的解析解.该解析解包含2个无量纲参数: 弱透水层的相对越流系数和淤泥层的相对透水系数.解析解表明, 淤泥层使各处的水头波幅被缩小了一个常数倍(波幅缩减因子), 并使各处的波动相位产生了一个不超过45°的正位移常数(时滞).该时滞对半日潮不超过1.5h, 对全日潮不超过3h.波幅缩减因子和正位移常数只与弱透水层的相对越流系数和淤泥层的相对透水系数有关.当这两个无量纲参数取某些特殊值时, 本次研究的解和前人考虑的几种较简单情形所对应的解一致.承压含水层中水头波幅随着淤泥层的相对透水系数的递增而严格递增, 随弱透水层的相对越流系数的递增而严格递减; 波动相位随着这2个无量纲参数的递增均严格递减.分析表明弱透水层的越流和淤泥层的存在均对承压含水层水头波动有显著影响.      

理、化洗井原理及其联洗方法

所谓理、化洗井就是采用液态二氧化碳与以焦磷酸钠、六偏磷酸钙（以下简称焦钠、六偏）等为主剂并添加适量洗衣粉配制而成的化学洗井液进行联合洗井，它较之常规洗井法（冲、拉、提、抽）或单纯的化学洗井法以及化学—机械联洗法洗井彻底，效果好，省时间，适用范围广，更有利于抽水试验获得准确可靠的第一性资料，延长水井使用寿命，增大钻孔涌水量。现将洗井原理以及联洗方法简介如下。     

抽水钻孔CO2洗井机理及用量计算

在煤田水文地质勘探中,抽水及观测钻孔钻探施工结束后,都必须进行认真的洗孔,达到破坏井壁泥皮,疏通含水层的目的,保证水文地质资料的准确与可靠。以往水文钻孔的清洗,多采用空气压缩机气举法、活塞提拉及提泵法。这几种方法在比较浅或结构简单的钻孔中应用,多能达到洗井的目的。但对一些结构复杂或较深的钻孔却很难达到要求。应用CO_2洗井,使洗井成本降低近70％,洗井时间也缩短了近一倍。为了使这项洗井工艺更加完善和适应煤田水文地质钻探的需要,本文结合应用液态CO_2洗井的实践,探讨CO_2的用量问题。