高密度电阻率探针原位监测海水入侵过程试验研究

为研究砂质含水层中海水入侵问题,确定海水入侵过程中含水介质内海水入侵楔形体的发展演化过程,本文采用砂槽实验模拟海水入侵,利用高密度电阻率探针观测系统远程实时监测海水入侵过程中土体的垂向电阻率变化,据电阻率变化曲线分析海水入侵发生发展过程。研究结果表明:高密度电阻率探针对海水入侵界面变化反应灵敏,能够监测到咸淡水突变界面形成、过渡带演化及咸淡水界面变迁等一系列现象,较好地实时监测海水入侵发生发展过程及海水入侵状态并进行预警。

黄河三角洲潮滩孔压对循环振动荷载响应研究

为了研究黄河三角洲潮滩孔压对循环振动荷载的响应过程,在现场潮滩上利用循环振动荷载作用于海床,实时监测了振动过程中孔压的发展过程。研究结果表明:在每一轮振动过程中,超孔压并非是一直升高的,其发展过程主要可以分成3个阶段:首先是累积阶段,在此期间内超孔压迅速积累并达到一峰值,即"超孔压最大响应值";其次是过渡阶段,在此期间超孔压基本保持稳定;而后是消散阶段,即超孔压从最大响应值开始缓慢消散。在振动过程中,产生的最大超孔压是振动能量的指数函数,而且不同深度所产生的最大超孔压不同,存在一极值响应深度。在超孔压累积阶段,尽管不同深度超孔压的累积历程不同,但其累积形式具有一致性,即超孔压是以振动次数为自变量的二次函数,而且,超孔压的累积速率是线性降低的。

山东昌邑海洋特别保护区土壤水盐运移现场原位自动监测研究

随着经济社会的发展,对土壤性质进行时间与空间的监测研究对农业发展和环境保护显得尤为重要,而通过地球物理方法可以对土壤进行原位自动监测。基于温纳法自主开发了一套土壤盐渍化原位、长期监测系统,并利用该系统在潍坊昌邑海洋自然保护区进行了原位测试。通过分析土壤电阻率的变化可以对土壤的水盐运移过程进行辨识,对土壤盐渍化过程进行监测、评估、预测,从而为盐渍区域的修复与可持续利用提供参考信息。监测数据表明,监测区域水盐由下自上运移强烈,容易发展为表聚型盐渍土。在降雨过程中,由于雨水淋洗作用,土壤剖面盐分重新分布。淋洗后表层土壤脱盐现象及下部区域盐峰下移过程明显,土壤剖面0~10 cm处为脱盐区域,10~35 cm处为盐峰下移区域。

不同矿化度水淋洗对盐碱土电阻率及水盐运移的影响试验

为了了解各种矿化度水质淋洗盐渍土后土体电阻率的变化和水盐运移规律,利用滨海盐渍土完成室内试验,通过自主研发改进型高密度电阻率探杆监测系统调控不同矿化度淋洗水质、时间、含水率变化三个因素,分别研究了不同矿化度水质淋洗后表层（0-10 cm）土壤电阻率随含水率和时间的变化,以及矿化度对土壤水分运移速率的影响,并获得土体水盐运移的一般规律。试验结果表明：不同矿化度水质淋洗后,随含水率的增加,电阻率均降低,矿化度越高,电阻率总体值越低。不同矿化度水质淋洗后,对土壤表层电阻率随含水率的变化进行拟合,得到均符合指数函数的衰减规律。淋洗后,土壤表层电阻率随时间推移表现出增大的现象。淋洗水质矿化度越高,水盐运移速率越大。不同矿化度水质淋洗后,土体垂向上表现出盐分重新分布的变化规律,表现为土壤电阻率随着深度增大而逐渐减小的趋势。

黄河三角洲滨海盐渍土水盐运移监测研究

原位监测滨海盐渍土的水盐运移对合理开发利用水土资源具有重要价值。本文通过一维垂直入渗试验,采用自主研发的电阻率自动监测装置实时测定黄河三角洲滨海盐渍土淋洗过程中土柱电阻率的垂向变化并基于电阻率监测结果对一维垂直入渗试验中的淋洗过程以及淋洗后土壤脱盐效果进行了分析。结果表明:通过该监测装置的实时数据可以监测到淋洗过程中电阻率峰值的下移和逐渐消失的过程。伴随着淋洗次数的增加,土柱由上部依次向下脱盐且每次淋洗后土柱脱盐的深度基本一致,约为10 cm。电阻率读数与含盐量呈现显著的幂指数相关,相关系数为0.941。该监测装置可以按照实际需求设置其时间和空间分辨率从而实现水盐运移的远程、原位、动态监测,为盐渍化的监测、评估和预警提供了一种有效的手段。

海水入侵-地下水位变化-土壤盐渍化自动监测实验研究

利用国家863课题支持研制的电阻率探杆自动监测系统,分别进行了海水入侵、地下水位升降、土壤盐渍化过程的动态监测室内模拟实验,旨在探讨该系统用于海水入侵、地下水位变化、土壤盐渍化等环境过程自动监测的可行性。结果表明,海水入侵形成的咸-淡水界面及海水弥散带,地下水位位置上下及包气带,及不同含盐量的土体,均具有显著的电阻率探杆测试结果特征差异。该系统可为海水入侵,地下水位变化,土壤盐渍化,土壤地下污染等环境过程的原位连续实时自动监测提供数据资料及技术支持。

淋洗条件下砂土和粉土水盐运移过程的监测研究

土壤水盐运移过程和运移机制研究是盐渍土研究的核心问题,淋洗条件下土壤水盐运移动态规律是研究盐渍土形成、冲洗、排水、改良的理论基础.通过室内一维垂直入渗试验,采用自主研发的电阻率监测装置研究了砂土和粉土在淋洗过程中的水盐运移的动态变化特征.结果表明,监测装置的实时数据能够监测到两种土壤淋洗过程中电阻率峰值的下移和逐渐消失的过程,在每次淋洗后,砂土经过30 min达到水盐平衡,而粉土需要70 min.砂土每次淋洗脱盐的深度基本保持一致,约为35 cm,经过3次淋洗后土柱脱盐;粉土每次淋洗脱盐深度约为10 cm,经过7次淋洗后土柱脱盐.该监测装置可以针对不同土壤水盐运移的速率而设置其时间和空间分辨率从而实现水盐运移的远程、原位、动态监测,为盐渍化的监测、评估和预警提供了一种有效的手段.

地下污水管线泄漏原位自动监测模拟实验研究

地下污水管线的泄漏将会对土壤、地下水环境产生严重的影响.本研究建立一套基于高密度电阻率测量的地下污水管线泄漏原位自动监测装置,通过室内模拟实验,验证该装置在不同地下水水位条件下对地下污水管线泄漏进行实时监测的可行性.结果表明,当泄漏管线位于包气带中时,能够迅速监测到管线发生的小流量泄漏;当管线位于地下水水位附近,也能迅速监测到管线发生的小流量泄漏,而且通过管线以上土层电阻率的梯度变化,还可推测污染物泄漏的程度;当管线位于地下水位以下时,由于污染物在地下水中迅速的混合并扩散,只有当泄漏达到一定浓度,使电阻率产生能够观测到的变化,才能监测到泄漏发生.本研究所使用的装置能够对位于不同地下水位和埋深条件下的污水管线泄漏进行实时自动监测.

电导率法在土壤盐渍化中的改进和应用进展

土壤盐渍化是常见的地质灾害之一,对土壤盐分状况及盐渍化程度的空间分布特征进行了解是有效治理的前提条件。电导率法作为一种快速稳定测定土壤盐分时空分布特性的方法被广泛应用于土壤盐渍化研究中。土壤溶液电导率(ECw)、土壤浸出液电导率(ECe)及土壤表观电导率(ECa)都可以对土壤盐渍化程度进行量化,土壤溶液电导率(ECw)可以通过原位取样器和盐分传感器进行测量,通过制备饱和土浆则可以对土壤浸出液电导率(ECe)进行测量,电阻率法和电磁感应法则可以测定土壤的表观电导率(ECa)。本文就不同电导率法的测量原理及实际测量对象、常用技术设备、优缺点进行综述。

基于层次分析与集对理论的城市污染场地风险等级划分

城市污染场地风险评价过程充满不确定性因素,其中评价系统的客观随机性、评价因子选取的不完整以及监测数据的不精确都易导致评价结果失真,不能客观反映场地的实际风险情况。在综合考虑场地污染带来的潜在生态风险和人体健康风险的基础上,本文将递阶分层的评价指标体系用于场地污染风险分级,采用层次分析法确定了各层各指标的权重;并用模糊聚类思想建立了评价指标集,同时对综合评价指标进行量化,根据对综合评价指标的取值研究,将污染场地风险等级划分为低、中、较重、重和严重5类;构建了一个基于不确定信息的场地污染风险集对分析模型。实例验证表明,集对分析法与模糊综合评价法评价结果基本一致,评价手段合理,为场地污染风险等级划分提供了一种新方法。

城市工业用地置换过程中健康风险评价方法

城市工业用地置换开发是城市化进程的一部分,很多被置换场地由于工业残留污染物对人体健康存在潜在危害而阻碍了其可持续发展利用。结合国内外相关研究,对城市工业用地置换开发过程健康风险评价方法从数据收集、暴露评估、毒性评估和风险表征4方面进行了探讨。基于城市工业用地置换健康风险评价参数的不确定性,将未确知数学理论引入健康风险评价模式中,构建了未确知性健康风险评价模式,为环境管理者做出相应决策提供科学依据。