不同埋深弱透水层固结模型研究

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。在现有的地面沉降模型中,对不同深度弱透水层的变形计算,无论弱透水层释水机理如何,始终沿用同一计算模式,显然是与实际情况不相符的。本文在对不同深度弱透水层释水变形机理认识的基础上,根据变形机理的差异,分别提出了不同深度弱透水层的变形计算模型。     

pH 值对有机磷在弱透水层中迁移转化的试验模拟

为研究渗透水pH 值对有机磷通过弱透水黏土层迁移转化的影响规律,采用黏性土层充压渗透装置模拟污染潜水中有机磷渗透通过弱透水层的迁移转化过程。研究发现,有机磷组分通过弱透水层的迁移能力总体较弱,不同pH 值条件下有机磷的矿化率为93. 5% ～ 99. 95%; 在进水pH 值为5. 5 ～ 8. 5 时,进水pH 值越高,土层中磷酸酶的活性也越高,降解转化有机磷的能力也越强; 黏土对有机磷的阻滞能力也增强。进水pH 值为5. 5 时,迁移率为6. 5%; 当pH 达到8. 5 时,矿化率明显增加,迁移率＜ 0. 05%,使其不易渗入深层地下水引起污染。     

弱透水层水文地质参数确定方法的探讨

弱透水层常作为垃圾废料或核废料处理场所，其水文地质参数对处理工程的安全和效果具有十分重要的意义，介绍了一种研究弱透水层性质的野外试验方法－Ｓｌｕｇ试验，着重讨论了Ｓｌｕｇ试验的求参原理和方法，对有关问题进行了深入探讨。     

弱透水层基坑降水实例分析

通过对基坑降水工程实例的现象及成因分析，提出弱透水层滞后疏干现象，并提出了在降水工程中合理应用的建议。     

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。     

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.     

应力历史对弱透水层参数影响试验研究

弱透水层储存的地下水是地下水资源的重要组成部分,弱透水层水文地质参数对地下水资源管理与评价以及地面沉降等具有重要意义。通过室内试验对定降深条件下弱透水层水流运移规律进行了研究,并探讨了弱透水层释水过程中的变形规律和释水规律。试验结果表明,在相邻含水层定降深条件下,弱透水层固结变形滞后于相邻含水层的降深变化,且变形速度逐渐变小并趋于零。基于室内试验,利用配线法求得弱透水层不同应力状态下的水文地质参数,对比分析,大变形和小变形试验中土层的渗透系数变化不大,但贮水率明显变小,土层的固结系数变大。因此,土层的应力历史对土层的渗透系数影响不大,而对贮水率有较大的影响。     

无锡地面沉降区弱透水层SEM分析

已有监测结果表明,当前无锡地区地面沉降中土体压缩变形主要来自于弱透水层,对弱透水层压缩性评价有助于对该地区地面沉降发展趋势的判断。本文以无锡光明村一钻孔中第四纪土层为研究对象,采用扫描电镜（SEM）,从微观尺度对位于不同深度弱透水层中的粉质黏土的孔隙分布特征进行了研究,并与固结试验数据进行了对比。研究发现,弱透水层的SEM微观结构图像定量分析结果,与土层的压缩性有很好的相关性,它可以定量反映土中可压缩孔隙的数量以及孔隙的复杂程度;土的孔隙率与概率分布指数可反映土中可压缩孔隙的密度和土的压缩性。概率分布指数越小,土体中可压缩孔隙的数量越多。研究成果从微观上为苏锡常地区地面沉降预测提供依据。     

考虑非达西流的弱透水层固结计算

由于成岩作用的影响,深部弱透水层中的黏性土较为坚硬、致密,在这种黏土层中的孔隙渗流规律有偏离达西定律的现象,而在现有的地面沉降研究中,对深部弱透水层的固结变形计算始终沿用以达西定律为基础的固结方程进行,这显然是与实际情况不相符的。鉴于此,以孔隙渗流为非达西流为基础,对太沙基一维固结方程进行了重新推导,并采用半解析法对非达西流-太沙基一维固结方程进行了求解。分别采用达西流-太沙基固结方程和非达西流-太沙基固结方程对同一固结问题进行了计算,结果表明,考虑非达西流后土层达到某一固结度所需的固结时间较之不考虑非达西流时明显增加了,而且固结时间增长的趋势与实测的增长趋势较为一致。     

基于MIP的弱透水层压缩潜力评价初探

地面沉降是目前长江三角洲经济区最主要的一种地质灾害。随着苏锡常地区地下水的全面禁采,目前土体的压缩变形主要来自弱透水层。本文以无锡市锡山区光明村06号钻孔为例,采用压汞试验（MIP）对钻孔土样中的孔隙分布进行了分析,研究了黏性土中的孔隙与地面沉降之间的关系;根据MIP的孔隙分析结果,提出了团粒间孔隙比emip 的概念,并将此作为评价弱透水层压缩潜力的指标;采用这一指标,对该钻孔中的弱透水层的地面沉降潜力进行了评价。地面沉降潜力由大到小依次为：第Ⅰ-1弱透水层、第Ⅱ弱透水层、第Ⅰ-2弱透水层、第Ⅰ-3弱透水层。这一结果与土样压缩参数及扫描电镜（SEM）的微观结构分析结果完全一致,是判定弱透水层地面沉降压缩潜力行之有效的一种方法。     

弱透水层中有机污染物(菲)的衰减研究

本文以高渗透压渗流试验装置模拟已被污染的浅层地下水越流通过弱透水层污染深层地下水的过程,研究了有机污染物(菲)通过饱和粘性土弱透水层时的自然衰减特征,以及非生物因子-配位体对于弱透水层中菲迁移转化的影响作用。研究表明,菲的衰减曲线明显分为三阶段:初期吸附截留显著期,中期微生物降解旺盛期,后期微生物降解稳定期;溶液中共存离子HCO 3-、Ca2+与菲形成络合物,SO42-参与菲的生物降解;溶液中主要配位体不同时,菲与阴、阳离子之间相互作用的方式也不同,以络合作用为主。渗透水中菲含量有99%以上被衰减,仅有极少量菲穿透弱透水层。     

弱透水层瞬态水力参数的地质统计反演识别研究

弱透水层释水变形伴随着水力参数(渗透系数K和贮水率Ss)的瞬态变化,传统的“移动窗口”式反演方法假定每个反演窗口的初始状态是静态的,这与弱透水层释水变形存在明显滞后效应的实际情况不符。本文提出了在高维参数反演优化情境下,时间域上模型参数的动态变化可与空间域上模型参数的一维非均质性等价,因而可用地质统计反演方法可用于识别弱透水层瞬态K和Ss的新思路,实现了该方法在水文地质领域的创新性应用。以上海越流含水层系统为例,运用似线性地质统计反演算法,高精度地拟合了F16分层标处的长观变形数据,获取了原位透镜体状弱透水层K和Ss的瞬态特征。反演结果显示,观测时段内K的变幅为1. 02×10-5~5. 89×10-4 m/a,平均值为1. 38×10-4 m/a,Ss的变幅为4. 34×10-4~6. 02×10-3 m-1,平均值为2. 65×10-3 m-1。基于反演所得参数瞬态特征,分析原位弱透水层在1994年前后分别以弹性和塑性变形为主,弱透水层K呈现与含水层水位相反的季节性变化特征,该现象可能与渗流力作用下细粒物质在含水层与弱透水层透镜体交界面附近的对孔隙的阻塞和疏通作用有关。该方法可获取完整观测时段内水文地质参数的动态变化轨迹,在计算评价地表水 地下水交互领域的河床渗透性、原位修复领域的渗透反应墙渗透性等的动态演化特征方面具有潜在的应用价值,并可作为构建水文地质领域、岩土工程等领域有关本构模型的有效辅助手段。     

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。     

密云水库中总磷迁移转化机制的分析

通过对2001、2002年进行的四次大规模取样测试结果进行分析,认为密云水库目前为中营养型水库,富营养化趋势明显,水中磷的主要来源为以工业、生活污水及水土流失携带进入水体的外源磷和以水库底泥释放为主的内源磷。磷在表层水中浓度小于底层水中的浓度,东西库区的浓度小于内湖的浓度;垂向上由上至下逐渐增高。磷的迁移转化途径为:一部分在水体悬浮物表层吸附或沉积,另一部分被水中的藻类吸收,进入生物作用。对水中磷的迁移转化影响较大的因素为:水中的pH值、溶解氧含量、温度、水动力条件及生物作用。     

氨氮在黏土防渗层中渗透和运移规律试验研究

对太湖疏浚污染底泥中含有的一种主要污染物--氨氮在底泥堆场黏土防渗层中的渗透和运移规律进行了试验研究。在室内通过渗透模拟试验和动态土柱试验,测定了不同固结压力作用下黏土的渗透系数和弥散系数,通过静态吸附试验测定了黏土对氨氮的吸附系数。试验结果表明,底泥堆场下部的黏土防渗层对底泥中的氨氮具有较强的吸附和阻隔能力。     

贵州乌江渡水电站至楠木渡磷迁移转化机制分析

通过2009年3月～4月对排入乌江的废水水质监测结果进行分析,可以看出废水总磷浓度高、强度大且相当稳定,严重污染了乌江的水质.乌江总磷的主要来源是流域内磷化工企业排放的废水废渣且废水中大颗粒总磷含量高.本文通过乌江总磷的分布特征,总磷的存在形态,分析总磷在乌江的迁移转化机制.乌江总磷在迁移转化过程中主要是在水动力条件下...     

Evaluation of methods for determination of hydraulic properties in an aquifer–aquitard system hydrologically connected to a river

Field and laboratory methods have been used to determine the hydraulic properties in a multiple-layer aquifer–aquitard system that is hydrologically connected to a river. First, hypothetical pumping tests in aquifer–aquitard systems were performed to evaluate the feasibility of MODFLOW-PEST in determining these parameters. Sensitivity analyses showed that: the horizontal hydraulic conductivity in the aquifer has the highest composite sensitivity; the vertical hydraulic conductivity has higher composite sensitivity than the horizontal hydraulic conductivity in the aquitard; and a partial penetration pumping well in an aquifer layer can improve the quality of the estimated parameters. This inverse approach was then used to analyze a pumping-recovery test conducted near the Platte River in southeastern Nebraska, USA. The hydraulic conductivities and specific yield were calculated for the aquitard and aquifer. The direct-push technique was used to generate sediment columns; permeameter tests on these columns produced the vertical hydraulic conductivities that are compatible with those obtained from the pumping-recovery test. Thus, the combination of the direct-push technique with permeameter tests provides a new method for estimation of vertical hydraulic conductivity. The hydraulic conductivity, determined from grain-size analysis, is smaller than the horizontal one but larger than the vertical one determined by the pumping-recovery test.