Radially convergent groundwater flow in sloping terrain

Abstract

The groundwater flow equation governing the elevation (h) of the steady-state phreatic surface in a sloping aquifer fed by constant recharge over a bi-circular sector is rhh′ ? r ² Bh′ + Pr ² ? PR ² = 0, where r is the radial coordinate, P is a constant involving recharge and aquifer properties, and B is the slope of the aquifer—bedrock boundary. The derived flow equation describes radially convergent flow through a sloping aquifer that discharges to a water body of fixed head. One important simplification is that in which the width of the bi-circular sector is constant, and the draining land becomes a rectangular aquifer. The bi-circular sector and rectangular-strip groundwater flow problems are solved in terms of implicit equations. The solutions for the steady-state phreatic surfaces depend on the ratio of recharge to hydraulic conductivity, the slope of the aquifer-bedrock, and the downstream constant-head boundary. Computational examples illustrate the application of the solutions.     

Dynamic,Mechanistic, and Thermodynamic Modeling of Zn(II) Ion Biosorption onto Zinc Sequestering Bacterium VMSDCM

The surface of the bacterial cells before the biosorption of Zn(II) ion has been found rough, heterogeneous, and non‐crystalline together with tremendous protrusions and negatively charged functional groups. The bacterium was characterized as rod shaped with Gram‐negative type of cell wall structure. In reaction dynamics, pseudo‐second‐order kinetics with higher linear correlation coefficient (R²) ranging between 0.97 and 0.99, lower sum of square errors (SSE) (0.035–0.081) and chi (χ²) (0.0013–0.009) provided a better explanation of sorption of Zn(II) ion on bacterium surface as compared to pseudo‐first‐order model. The removal of Zn(II) was governed by both film and intra‐particle diffusion at onset and later stage of sorption of metal ion on the surface of bacterial cells. The R² (0.92–0.94) for intra‐particle diffusion model was quite higher with lower values of SSE (9.56–16.33) and chi (χ²) (11.26–19.65) against the Bangham's model. The positive value of ΔH (16.628 × 10^?6 kJ/mol) and ΔS (5320.90 kJ/mol/K) showed that the biosorption of Zn(II) ion across liquid phase on bacterial surface was endothermic with increased randomness at solid–liquid interface. The negative values of ΔG demarcated the whole process as spontaneous in nature. In the present work, the distribution coefficient was found to be > 0.5 at various temperature ranges. At the attainment of equilibrium, the residual concentration of Zn(II) ion in liquid phase was around 0.6 mg/L, which was much below the limit described by United States Environmental Protection Agency (USEPA), i.e. 5 mg/L.     

基于逆散射级数法的鬼波压制方法

鬼波问题是影响海上地震资料分辨率和保真度提高的最重要因素之一.详细论述了逆散射级数理论和逆散射级数法鬼波压制原理,说明了逆散射级数方法进行鬼波压制理论的完善性和对鬼波描述的精确性.实现了基于逆散射级数理论的鬼波压制方法,方法以波动方程和Lippmann-Schwinger方程为基础,在频率-波数-波数域内构造与鬼波相关的压制算子,在不需要对地下介质作任何假设条件下实现地震数据驱动鬼波压制,并通过改善消除鬼波的压制算子,提高算法的稳定性.资料处理试验与处理结果分析表明,基于逆散射级数鬼波压制方法能在实现鬼波压制的同时较好保留有效反射波的信息,从而补偿地震资料低频损失和提高地震数据的保真度.数据处理试验还表明,研究方法能对低信噪比的地震资料进行有效的鬼波压制处理.建立了基于逆散射级数鬼波压制处理流程.     

三维/三维构造下大地电磁相位张量数值模拟

当地表存在三维非均匀电导率分布时,区域大地电磁响应发生畸变. 以往对这种畸变研究多假设近地表为三维,区域构造为一维或二维. 对于更一般的三维/三维构造,为了分析并消除这种畸变影响,真实反映地下三维区域构造信息,本文实现了三维大地电磁相位张量积分方程数值算法,并研究在不同地质模型下相位张量响应. 结果表明,相位张量不仅可以反映一般三维构造信息,亦可有效反映复杂近地表构造下三维区域构造信息,而无须假设区域构造为一维或二维,证明相位张量具有较强抗近地表局部非均匀构造干扰能力,能够保持更为一般的三维区域构造信息. 为了加快正演计算,同时保持一定精度,算法采用了积分方程多网格法.     

河口沉积物孔隙水营养盐分布特征及扩散通量

通过2010年夏季在李村河口潮滩区3个站位的采样分析,研究了孔隙水营养盐的分布特征,并利用Fick第一定律估算了沉积物-水界面间营养盐的扩散通量。结果表明,孔隙水营养盐在不同站位间质量浓度不同,呈现出自河口上游向下游逐渐降低的分布趋势。NH₄⁺-N质量浓度为26.21~53.10 mg/L,是孔隙水中营养盐的主要组分。沉积物中有机物的降解反应主要在还原状态下进行,营养盐质量浓度在垂向上的变化受有机质含量及沉积物氧化还原环境改变的综合影响。除NO₃^--N外其他营养盐均由沉积物向上覆水体扩散,沉积物是底层水体营养盐的重要来源。     

应用土柱试验求解地下含水介质弥散系数

污染物质在地下含水介质中的运移,除受渗透系数等水文地质条件的制约外,还受到含水介质弥散系数的控制。污染物的扩散,首先是从包气带开始进行的,浑河冲洪积扇地包气带主要岩性是亚粘土及亚砂土,因此,计算出浑河冲洪积扇包气带的弥散系数,对于认识污染物的运移能力是一项必要的工作。本文利用室内动态土柱装置,模拟包气带岩性环境,以0.05 mol/L的NaCl溶液作为示踪剂,经长时间监测,运用弥散系数计算公式进行求参。计算结果是包气带以亚粘土为主要岩性的弥散系数为0.005 71 m2/d,亚砂土的弥散系数为0.012 47 m2/d。     

地震次生地质灾害应急调查多源遥感影像处理及应用——以汶川大地震为例

汶川大地震发生后,遥感技术即刻成为抢险救灾的重要信息来源,多源遥感影像的协同快速处理尤为关键。以国道213（映秀-汶川段）为例,探讨了研究区TM正射影像、DMC航空影像及QB影像三种数据的协同快速处理,处理后的影像色彩统一、色调一致,质量较好,能满足灾情应急调查使用。     

不同覆盖物抑制铀尾矿氡析出的效果

对5种不同覆盖物（红土、砂、废石、砂与红土混合物、废石与红土混合物）降低铀尾矿氡析出的效果进行了现场实验研究。结果表明,不同覆盖物的效果存在较大差异,在相同覆盖厚度条件下,氡析出率降低系数是红土〉红土与废石混合物〉红土与砂混合物〉废石〉砂。表面氡析出率随覆盖物厚度增大而减小,氡析出率降低系数的对数与覆盖厚度成正比,所得到的各种覆盖物的拟合线性方程可用来评价覆盖效果。建立了各种覆盖物覆盖厚度估算的经验公式。综合考虑降氡效果、经济成本、生态环境效应,废石与红土混合物是该地区铀尾矿库最佳覆盖物。     

三次拟合计算法测定土壤样品中的硫含量

本方法采用三次拟合计算法处理土壤样品中硫含量的测试结果。试样采用传统的燃烧碘量法进行处理,在结果计算中使用三次拟合法处理测试结果,取得令人满意的效果。本方法的精密度为1.54%5.38%,方法检出限（3S）：0.005%,较好的满足土壤样品中硫的测试要求。     

转换波反射系数近似公式的比较及分析

多分量地震资料解释的首要问题就是多分量的标定和对比,其中最关键的是转换波反射系数的求取及子波的选取,然而Zoeppntz方程在数学表达上极其复杂,在物理意义上也不直观,因此很难得到直接的应用.为此,在详细介绍五种近似公式的基础上,利用六种模型分析了随入射角的变化各公式的适应性,最后得出结论,Aki和Richard的近似公式适应性普遍比较好.