浑水引起迷宫灌水器物理堵塞因素实验研究

对浑水通过薄壁滴灌带和模型迷宫灌水器时的流量变化过程及堵塞进行了测试,分析了泥沙颗粒粒径、浑水含沙量及迷宫灌水器进口压力等因素对迷宫式灌水器堵塞的影响程度。结果表明,所用灌水器的堵塞是一个很快的过程,泥沙颗粒粒径是灌水器堵塞的主要因素,对灌水器的堵塞起着决定性作用;灌水器进口压力对灌水器的堵塞会产生一定的影响;而浑水含沙量的高低只是在堵塞发生后,影响灌水器被堵死的速度。

人工回灌过程中含水介质物理堵塞的试验研究

采用土柱渗流试验，模拟人工回灌过程中含水层的物理堵塞过程。通过测定回灌过程中含水介质渗透系数的时一空变化，系统分析和评价回灌液悬浮物浓度和水动力条件对堵塞的影响，并探讨含水介质的物理堵塞机理。研究表明，随着回灌液中悬浮物浓度的增大，悬浮物首先在含水介质的表层沉积，当悬浮物浓度为50、100、200mg／L时，回灌结束后砂柱表层介质的渗透系数分别降至初始的21％、13％和4％，表明表层发生了不同程度的堵塞现象；悬浮物浓度的大小对深部介质的渗透性影响较弱。另外，当进一出水面的水头差△H较／b（即水力坡度较／b）时，物理堵塞主要发生在砂柱表层，当△H为19．25cm时，回灌结束后表层渗透系数降为初始的7％；随着△H的增大，物理堵塞深度和程度越大，当△H为48．64cm时，19-34cm深度砂层渗透系数变成初始的60％。

咸水体修复过程中含水层物理堵塞试验研究

针对山东半岛大沽河下游咸水体修复过程中含水介质物理堵塞的问题,采用室内模拟试验,系统研究了悬浮物质量浓度和粒径对咸水体含水介质物理堵塞的影响,并通过测定人工回灌过程中渗透系数的时空变化,定量分析和评价含水介质物理堵塞的机理和程度。结果表明:悬浮物质量浓度和粒径是影响含水介质渗透性的关键因素;在悬浮物质量浓度分别为50、100、200mg.L-1的条件下,含水介质的等效渗透系数分别为其初始值的38%、20%和10%;随着注入悬浮物质量浓度、注入时间的增加和入渗深度的减小,相对渗透系数不断减小;悬浮物的粒径越小,迁移距离越大,造成渗透系数下降区的厚度越大;随着悬浮物粒径的不断增大,粒径大的颗粒容易被截留在表层,造成表层渗透系数下降幅度增大,其余各层渗透系数下降幅度随深度增加而减小。

地下水人工回灌物理堵塞特征及机理试验分析

通过砂柱试验模拟了填砾石滤料雨洪水地下水人工回灌过程,通过3组对比试验分析了砾石滤料的厚度和砾石的粒径对物理堵塞控制效果的影响。试验结果表明,砾石反滤层能够在很大程度上去除回灌水中的悬浮物,进而起到控制堵塞,提高补给效率的作用。砾石反滤层的厚度和粒径选择对堵塞的控制效果起到关键作用,反滤层厚度越大,对堵塞的控制效果越好。反滤层对回灌水悬浮物的去除作用是有限的,而且随着时间的延长,到达反滤层和砂样界面的悬浮物浓度变大,因此反滤层并不能完全避免堵塞的发生,必须定期对反滤层底部的淤泥层进行处理。

含水层人工回灌物理堵塞的实验与数值模拟

以地表水体和雨洪水作为回灌水源,人工补给地下含水层过程中会发生含水层堵塞问题(特别是物理堵塞),将严重影响人工回灌的效果.采用模拟实验系统研究了悬浮固体颗粒对含水介质堵塞的机理,并用数学模型预测了含水介质物理堵塞的发生和发展过程.研究表明,含水介质的渗透性在回灌初期不断下降,随着回灌时间的延长逐渐趋于稳定;另外,悬浮物堵塞会导致介质的非均质性,渗透距离越小的砂层,堵塞越严重.建议将回灌液悬浮物浓度控制在25mg/L之内,在雨季悬浮物浓度较高时要进行周期性反冲洗,其频率为1次/d.

人工回灌过程中含水层堵塞试验研究

通过砂槽渗透试验对地下水人工回灌过程进行模拟,连续测算回灌水样的浊度、溶解氧、铁离子浓度等指标,以及回灌过程中不同时刻砂槽的渗透系数。结果表明:人工回灌过程中含水介质的堵塞包括物理堵塞、生物堵塞和化学堵塞,其中悬浮物颗粒的吸附造成含水介质孔隙度减小所引起的物理堵塞是主要堵塞类型;含水介质的渗透系数在回灌初期降幅较大,随着回灌时间的延长而趋于稳定;距离回灌井越近的地方,含水介质的渗透系数降幅越大,堵塞越严重。

雨洪水回灌过程中堵塞滤层特征试验

采用室内砂柱试验模拟雨洪水回灌条件下含水层的堵塞过程,通过测定堵塞层的渗透系数和渗滤速率的变化分析回灌过程中的物理堵塞特征。试验结果显示,在回灌后36h,砂柱上部(25～40cm)的渗透系数明显减小,由初始的6.58m/d减小到3.72m/d,而中下部(40～70cm)的渗透系数变化很小,由初始的6.45m/d减小到5.25m/d;比较悬浮物质量浓度分别为50mg/L,100mg/L,200mg/L和400mg/L的回灌水回灌过程表明,悬浮物质量浓度越高,砂层的渗透速率下降越快;对比分析回灌前后的悬浮物颗分结果表明,回灌后的悬浮物(砂层表部淤泥层)出现细化现象;回灌过程中在砂柱表面形成的淤泥层和砂层上部的淤堵是整个含水层堵塞失效的主要原因。

基于数值模拟的水平潜流人工湿地结构优化研究

水平潜流人工湿地被广泛应用于城市和农村地区,为了缓解水平潜流人工湿地发生堵塞的时间,提升其水力学性能,建立了水平潜流人工湿地试验系统,利用数值模拟构建其水力模型,并基于此进行结构优化,研究了挡板设置对试验系统的流场和颗粒累积效果的影响。结果表明,设置挡板能够有效提高颗粒物的沉积效率,且垂直挡板效果更好(彻底堵塞发生时间延长了15%,水力效率提升21%)。说明在进行水平潜流人工湿地结构设计时,增设垂直挡板可以有效缓解物理堵塞时间,改善水力性能。

雨洪水中悬浮颗粒物的沉降试验研究

用雨洪水进行地下水人工回灌时,水中的悬浮物易造成含水介质物理堵塞,致使回灌效率明显降低。本文在野外调查和采样的基础上,用河底沉积物进行了悬浮颗粒物的自由沉降试验,分别研究了颗粒物粒径、悬浮物浓度及环境温度对水中悬浮物去除的影响。研究表明,当沉降速度为1m/h时,粒径在18.1μm以上的颗粒物可以通过沉降完全去除;当沉降速度为1m/h时,悬浮物的初始浓度分别为115mg/L和516mg/L时,悬浮物的去除率分别为67.7%和81.3%;温度升高可以加快大颗粒物沉降,但当沉降速度为0.33m/h时,温度在18-50℃内变化对于7μm以下颗粒物沉降的影响很小。该研究结果可为人工回灌过程中的雨洪水预处理提供理论依据和技术指导。

平原漏斗区明沟-暗管-竖井含水层补给效果的模拟研究

目前含水层补给管理技术虽取得了一些成就,但仍存在入渗效率低和堵塞问题。结合当地实际明沟-地下滤水管-竖井补源工程形式,采用室内模拟试验,对比分析了不同定水位供水条件、暗管材质及暗管外包材料和前置过滤装置对该补源形式的下渗量和浊度的影响程度,从而选出最佳补源系统布置形式。结果表明,下渗量与进水口供水水位和暗管管材及其外包材料密切相关,且盲管包裹土工布的渗漏效果最好;后方出水槽和下方出水口的浊度分别受前置过滤装置设计方案和暗管外包材料的影响,且当前置过滤装置采用土工布外埋粗砂形式及暗管采用2层60目过滤网包裹时对源水泥沙的去除效果最好。此外,当进水槽和出水槽存在水位差时,可将沉积在暗管中的泥沙冲刷到后方出水槽中,起到有效减缓堵塞的作用。