两种常用染色剂管道及淤泥条件下示踪及对比——以丁旗地下河连通试验为例

通过对丁旗地下河同一投放点同时开展二元示踪试验,探讨了当前被忽略的不同示踪剂应用对比及回收率合理性等问题。在淤泥沉积的地下河管道及流量和浊度稳定条件下,得出主要结论:(1)荧光素钠、罗丹明B回收率分别为53.91%和40.72%,前者比后者少损失13.19%;其中荧光素钠在主峰和缓慢衰减段排出量分别占85.03%和14.97%,罗丹明B则对应为65.88%、34.12%;(2)荧光素钠对应峰值的回收强度为罗丹明B的2.95倍且最大峰值出现时间比后者提前2h;(3)罗丹明B由于吸附等形成的浓度曲线对管道结构分析有可能产生误导,荧光素钠则相对更准确。

鄱阳湖换水周期与示踪剂传输时间特征的数值模拟

在复杂湖泊水动力环境作用下,换水周期和传输时间变化直接影响着污染物的迁移和转化.本文运用数值模拟方法,定量研究了季节水情动态下鄱阳湖换水周期和示踪剂传输时间的空间分布.结果表明,不同季节下鄱阳湖换水周期均具有较高的空间异质性,贯穿整个湖区的主河道换水周期约<10 d,大多湖湾区的换水周期则长达300多天.尽管不同季节下换水周期空间分布格局几乎相似,但受鄱阳湖水动力场的季节变化影响,夏、秋季的换水周期要明显大于春、冬季.基于换水周期频率分布曲线的统计表明,80%的鄱阳湖区的换水周期约<30 d,其余湖区换水周期为几十天至几百天,表明鄱阳湖应该更加确切地描述为一个快速换水和慢速换水同时共存的湖泊系统.鄱阳湖示踪剂传输时间介于4~32 d,夏、秋季的传输时间(11~32 d)约为春、冬季(4~8 d)的4倍,主要与鄱阳湖季节性水情特征及示踪剂的迁移路径有关.本文所获取的换水周期和示踪剂传输时间的时空分布信息可为今后鄱阳湖水质、水环境和生态系统管理和维护等方面提供重要科学参考.

多孔介质中非均匀流动特性的染色示踪试验研究

通过土壤染色剂进行的4组试验,对不同介质结构条件下的水流和溶质非均匀运动规律,非均匀流动变异信息分布特征关系以及全局性非均匀流动示踪方法进行了研究。结果表明,即使在相对比较均匀的介质条件下,流动也表现出明显的非均匀特性;对数正态分布能够较好的反映水流的运动分布模式,相比水流运动,溶质的运动和分布规律明显不同,表现出更多的不确定性和变异性。

土壤水入渗均匀特性的染色示踪试验研究

利用土壤染色示踪剂,对初始水头分别为1.25,2.5和5.0 cm三种情况下的实际入渗模式进行了全局性的观测。染色水流经过的区域被染色,通过照相记录染色分布获得实际流动模式,在此基础上,对水流运动的均匀性进行分析和评价。结果表明:即使在相对均匀的介质条件下,流动也表现出非均匀运动特性,入渗的均匀程度表现出随入渗水量的增加而增大的趋势,但过多的增加入渗水量,对于均匀程度的影响是有限的。

黄淮海平原三种土壤中优势流现象的试验研究

在黄淮海平原选择三种不同质地类型的土壤（砂壤土，淤土，风沙土），各设1．5m×1．5m两个小区，其中一个小区在试验开始前两天灌水约56kg，以获得不同的初始含水量。将100mm含有染色剂亮蓝的水灌入小区，一天之后，开挖1m×1m的剖面拍照，进行图像分析处理，计算剖面中染色百分比随深度的变异，研究所形成的优势流的状况与土壤类型、土壤初始含水量的关系。结果表明：不同土壤发生优势流的程度不同，结构发育好的土壤更容易形成优势流；在风沙土和砂壤土上初始含水量影响优势流形成的程度，初始含水量越高，优势流现象越明显，但在本试验设置的含水量条件下这种差异在淤土上是不显著的。在比较容易形成优势流的砂壤土上进行的多效唑和非反应性阴离子（氯离子）的优势迁移研究表明：氯离子极易随水分迁移，在优势流存在的地方采集土壤样品均得到其氯离子含量远远高于土壤本底值的结果；对于迁移性一般的多效唑，在染色剂到达的最大深度亦能测得其存在。

旱耕地土壤磷垂直迁移机理的研究

为了解磷素在土壤剖面中淋溶及迁移机理,选择有较长施肥历史的3个旱地土壤,用亮蓝溶液染色鉴定了优势流途径,并分离和采集被染色剂染色和不染色的土样,分析了土壤全磷、有效磷的垂直分布。结果表明,供试土壤中磷的迁移存在基质流和优势流2种途径,心土层以下染色部分土壤的磷含量明显高于不染色部分土壤,基质流迁移磷的深度与土壤磷的饱和吸附量成反比;土壤中优势流区域从上至下变小,但优势流磷迁移比基质流深得多,优势流磷迁移深度与基质流磷迁移深度的比值随土壤粘粒含量的增加而增加。

采煤沉陷区林地优先流现象下的土壤特性分布特征研究

为了研究采煤沉陷区林地优先流现象对土壤特性分布特征造成的影响,通过野外采样和染色示踪试验,研究焦作韩王矿沉陷区林地不同坡位优先路径的土壤特性。结果表明:采煤沉陷区林地不同坡位土壤均具有明显的优先流现象,且以中坡土壤优先流的发生程度为最高;沉陷区优先路径下的土壤放线菌数量在上坡与中坡之间、上坡与下坡之间以及土壤磷酸酶活性在中坡和下坡之间均存在显著性差异(p<0.05);与土壤基质相比,优先路径下的上坡土壤脲酶活性高了8.66 mg/100 g,中坡细菌数量高了86%,下坡放线菌数量高了70%,中坡和下坡电导分别低了27%和12%。上述特征反映了采煤沉陷区优先流现象对土壤特性的分布造成了强烈的影响。