石油类污染物在包气带中的迁移预测——以兰州西固商业石油储备库为例

包气带在地表石油类污染物下渗到地下水的过程中扮演着重要角色,同时包气带受到污染必然会对周围环境,特别是植物的生长造成影响,从而影响人类自身。主要使用HYDRUS软件预测了兰州西固商业石油储备库的渗漏对包气带的影响,分正常工作状况和非正常工作状况两种情况。在正常工作状况下,从5000天到10000天,污染物浓度呈线性增加,到50年左右,包气带底部(下边界)污染物浓度接近0.1mg/cm3。在非正常工作状况下,包气带底部(下边界)浓度增加的速度要远远大于正常工作状况,到50年左右,包气带底部(下边界)浓度达0.5mg/cm3。预测结果可以为相应工作状况下饱和带的溶质迁移模型提供参考依据,对确定饱和带污染物的浓度具有重要的参考意义。

坡度对坡面降雨产流规律的影响

通过建立概化坡面模型,设置不同坡度下的单层无限深均质各向同性梯形壤土剖面,在不考虑蒸散发和土壤水分滞后效应的前提下,假定若干初始土壤含水量,借助Hydrus软件,在给定时空分布均匀降雨的条件下对Richards’方程进行数值计算以探索坡度对霍顿型降雨产流过程的影响。结果显示产流基本随坡度增加而减小,而初始土壤含水量增加将抑制坡度对产流的影响,用幂函数可以较好地近似产流和坡度之间的关系。

采用不同监测数据组合反演饱和均质石英砂水热运移参数

土壤及含水层的水力参数与热参数对于定量描述土壤水、地下水迁移规律及其伴生的热运移过程十分重要。为探讨不同监测数据类型组合对多孔介质水热参数估计的影响,该研究基于热示踪方法,开展了3种不同粒径条件下的饱和均质石英砂的热示踪试验,并结合HYDRU-2D模型对介质的饱和导水率、导热系数和纵向、横向热弥散度进行反演。参数估计时分别设置3种情景对介质水热参数进行估计:仅采用观测点温度(R1)、观测点温度+水流通量(R2)、观测点温度+水流通量+热量损失(R3)。并对R1情景设置3种不同参数反演组合,即同时对2组参数(饱和导水率和导热系数)、3组参数(饱和导水率、纵向和横向热弥散度)和4组参数(饱和导水率、导热系数、纵向和横向热弥散度)进行估计。研究结果表明:同时对介质饱和导水率、导热系数与热弥散度进行估计,有利于提高介质水热参数的估计精度;对导热系数的合理估计可减小R1情景中介质饱和导水率的估计误差。4组参数中饱和导水率是敏感性最高的参数,增加用于参数反演的水流运动和热量传递信息时,粗砂、中砂、细砂的累积流量相对误差分别减少了9.74、6.65和12.53个百分点,显著提高了介质饱和导水率的反演精度。饱和导水率的估计值随介质粒径增大而增大,而纵向热弥散度随粒径的变化则呈相反的变化规律,横向热弥散度估值基本不变。增加水流和热量传递信息还能显著提高中砂的导热系数反演精度,导热系数的估计值随着介质孔隙度增大而逐渐降低。研究可为基于不同数据类型的均质介质参数反演提供。

云南某冶炼废渣堆渗滤液产生及其影响因素研究

渗滤液作为渣堆对周边水土的主要污染源,是污染场地原位风险管控的关键对象。云南某历史遗留冶炼废渣堆出现了渗滤液产生量少、空间分布位置有限的特殊现象。为研究该冶炼废渣堆渗滤液产生的控制条件和影响因素,基于详细勘察和野外现场调查试验结果,构建了渣体包气带水文地质概念模型,并结合HYDRUS软件分析了不同条件下渣体包气带的水分变化。结果表明:该厚层渣体包气带水分运移深度有限,正常降雨条件下该渣体产生渗滤液的临界深度为8.8m;暴雨条件下熔炼渣相较于石膏渣和生活垃圾更易产生渗滤液;渣体包气带越厚、初始体积含水率越低、渣体物质组成及其结构越复杂、覆土层越厚的条件下,渣体越难产生渗滤液。该研究结果对我国类似冶炼废渣堆原位风险管控处置具有重要的参考价值。

道路下凹绿地渗水过程模拟与防护措施分析

在测定西安市土壤物理参数和分析降雨资料的基础上,以道路旁边下凹绿地为模型,利用Hydrus软件对下凹绿地的渗水过程进行动态模拟,观测下凹绿地下方含水量的变化轨迹及不同观测点处的含水量差异。结果表明,下渗水量随着下凹深度的增加而增加;在相同下凹深度下,设置防渗结构后雨水可被导向未设置防渗结构的一侧,从而起到保护设计要求强度高的一侧;防渗结构角度α在45°~60°之间并且下凹深度<10 cm时,防渗结构对道路下部土层含水量的影响很小,可最大化地将雨水回归地下,同时可使道路下方路基结构的黄土规避湿陷性。