高岭土胶体絮凝导致滨海地层堵塞的试验研究

人工回灌容易导致滨海地层堵塞,已有研究主要集中在外源悬浮物的浓度和粒径对多孔介质地层堵塞的影响,而关于内源黏土颗粒胶体絮凝引起的堵塞规律仍不清楚。本文通过静水絮凝实验和定水头砂柱实验,研究了高岭土胶体的动水絮凝对含水介质渗透性的影响,且通过扫描电子显微镜观察其絮凝后的微观形态,并借助DLVO理论分析了高岭土胶体之间、高岭土胶体与多孔介质间的总相互作用能,揭示了高岭土胶体絮凝对滨海地层堵塞的影响规律。实验结果表明:高岭土的胶体絮凝对滨海地层堵塞有显著影响。砂柱渗透性降低变化曲线与高岭土胶体静水絮凝过程中溶液浊度的变化曲线非常相似,符合指数函数关系Y=C′e,参数D′代表含水介质的堵塞速率,D′愈大,含水介质渗透性的下降速率愈快。另外,多孔介质渗透性下降速率滞后于高岭土胶体的静水絮凝速率。此研究可为预防滨海含水层堵塞提供一定的科学理论依据。

底板角度对向海倾斜潜水含水层海水入侵的影响研究

海水入侵是全球性的环境地质灾害,其入侵程度受地质因素和人为因素的综合影响,而含水层底板倾斜是研究海水入侵不可忽略的地质因素,目前系统分析向海倾斜含水层底板倾斜角度对海水入侵影响的研究还较少。本文通过室内砂槽显色示踪实验,分析了不同水动力条件下潜水含水层中向海倾斜底板角度对海水入侵程度的影响。结果表明:底板倾斜角度与咸水楔长度之间存在指数函数关系。在定流量和定水位淡水边界条件下,随向海倾斜底板角度增大,海水入侵现象减弱,咸水楔长度及面积、达到稳态所需时间均减小,而淡水排泄口增大。当淡水边界流量为15 mL/min,底板倾斜角度由0°增加至10°时,咸水楔长度缩短32.4%,垂向剖面的入侵面积减小35.0%,淡水排泄口增大27.1%,达到稳态所需时间缩短40.7%。此外,咸水楔长度对地下淡水流量的响应最为敏感,其次是淡水水位和底板倾斜角度。研究成果可为定量评价与海水入侵防治提供科学依据。