基于图像法的非均质砂土介质中水分饱和过程研究

水分运移是当今水文地质领域的研究热点,其在农业农田灌溉、水利水资源开发利用等方面有着较为广泛的应用。本试验基于图像法,通过在室内建立二维砂槽模型并装填粗砂粗砂透镜体,按照一定的时间间隔对水分运移过程进行拍摄,并在试验后整理和绘制锋面图,研究非均质砂土介质中水分的饱和过程中的分布规律和运移特征。研究表明中砂介质的入渗速度逐渐降低,粗砂透镜体的入渗速度逐渐增大,介质的非均质性会影响水分的运移,且介质的非均质性越大,水分运移波动越大,在粗砂透镜体和中砂介质的交界面附近水流会出现绕流,两者锋面线高差最大时约8~9 cm。水分运移还受到毛细力的作用,水分会向毛细管越多、孔隙越小的细颗粒方向优先运移,之后再填充粗砂透镜体。随着进行时间的增加,入渗速度降低。在粗砂透镜体和中砂介质的交界面非均质性较强,使得锋面线整体呈现“凹”型,但此阶段中砂介质的速度变化了0.044 cm/min,粗砂透镜体的速度变化了0.161 cm/min,在相同时间内,粗砂透镜体的入渗速度会快于中砂介质,说明粒径越大,渗透性越大,水分运移越快。

燕山地球关键带多环境介质中多环芳烃分布特征

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)作为环境中常见的持久性有机污染物,因其致癌、致突变、致畸和难降解的特性备受关注。地球关键带是维系地球生态系统功能和人类生存的关键区域,选取燕山地球关键带的雁栖湖站点,对地表水、表层土壤(0~10 cm)和地下水3种环境介质进行调查研究,旨在探索16种PAHs的分布情况。结果表明:1)地表水、土壤、地下水中的16种PAHs含量范围分别为9.78~2221.3 ng·L^(−1)、76.21~285.03μg·kg^(−1)、21.45~1521.13 ng·L^(−1),均值分别为548.42 ng·L^(−1)、195.77μg·kg^(−1)、492.54 ng·L^(−1),地表水中的平均浓度高于地下水;2)3种环境介质中PAHs分子质量分布呈现大体相似特征,具体表现为单体PAH中萘(Nap)占主导地位,2~3环低分子量PAHs占比大于4环,5~6环最低;3)地表水和地下水的PAHs质量分数占比基本相同,土壤与水体相比低分子质量PAHs占比略低,中高分子质量占比略高;4)利用主成分分析法对多环境介质中的PAHs进行源解析,发现环境中的PAHs主要来源于煤、石油、生物质的燃烧和交通污染,而大气沉降是主要的污染途径。总体来说,燕山地球关键带不同介质中存在不同程度的PAHs污染。