地下水人工补给技术简介

地下水人工补给技术简介

一、地下水人工回灌技术简述(论文文献综述)

刘晓秀[1](2020)在《回灌诱发近井壁处外源性颗粒迁移特性试验研究》文中研究指明地下水源热泵系统一般是以承压含水层作为冷热源,通过换热设备实现向建筑物供暖制冷的绿色空调系统,在节约能源、减少污染方面的贡献毋庸置疑,但同时也带来了一些负面影响,其中向中细砂承压含水层回灌困难是制约其可持续发展和技术进步的关键。在一些地区,承压含水层以松散沉积物如中细砂为主,砂土颗粒之间非关联,本身渗透性差,这将导致回灌水在含水层内流动缓慢,同时回灌水所携带的外源性颗粒将堵塞渗流通道,降低回灌区域含水层的渗透性能。根据堵塞机理可将堵塞主要分为物理、化学、生物堵塞,其中固体颗粒堆积引起的物理堵塞占总堵塞的50%,堵塞发生快且程度严重,因此,探究回灌过程中外源性固体颗粒在近井壁处承压含水层内的运移特性显得尤为重要。本文设计并搭建了悬浊液回灌砂箱试验台物理模拟地下水源热泵回灌过程,以控制变量法设计共4组试验工况,分别开展了两种初始回灌压力(17.058 k Pa和14.000 k Pa),三种固体骨架颗粒级配(Dp=1.026 mm,Dp=1.343 mm和Dp=1.721 mm)的回灌试验,来研究地下水回灌诱发的近井壁处外源性颗粒的运移-沉积特性,以及过滤回灌水时滤膜等级的选择,研究结果表明:(1)悬浮颗粒在近井壁处含水层内的运移受机械弥散影响,初始回灌压力越高、固体骨架颗粒越粗时,悬浮颗粒运动所受弥散作用就越显着,具体表现为此时较大悬浮颗粒的穿透时间相对于滞后。(2)回灌悬浮颗粒在管井内流动时存在能量损失,易被筛滤网过滤且受重力作用沉积在砂箱进水室和近井壁处含水层内,固体骨架颗粒越细沉积越容易发生。(3)各工况试验中回灌压力的总体分布趋于一致,均在出现最大值后逐渐下降,最终维持某一压力水平。由于试验运行时间与模式有限,回灌压力未发生明显的周期变化,实际工程中渗流通道内颗粒堵塞可能会周期性重复,因此判断在长期持续的地下水源热泵回灌过程中回灌压力应同颗粒堵塞发展过程协同变化。(4)流出悬浮颗粒分布主要集中在1-30μm,粒径水平总大于目前回灌水处理过滤器等级为3μm的过滤要求。可以认为对回灌水所携带3-30μm悬浮颗粒进行过滤处理的必要性不大,可选择性降低过滤器等级以降低过滤成本;同时,在保证防砂前提下,井壁筛网的孔径应尽可能允许携砂回灌水通过。(5)初始回灌压力和固体骨架颗粒级配均影响渗透系数变化。初始回灌压力越低、固体骨架颗粒越细时,渗透系数被影响的渗流范围越大;骨架颗粒越粗,悬浊液对渗透系数的变化影响越不明显。悬浮颗粒在多孔介质内的运移受边界的影响,反映为砂箱左右两侧渗透系数变化趋势相似,且较渗流中心面处小,但上下边界的影响不明显。综上所述,初始回灌压力和固体骨架颗粒级配是影响近井壁处外源性颗粒运移的重要因素。在实际地下水源热泵回灌项目中,完成目标含水层勘测后,可设计较大回灌压力,以降低外源颗粒在近井壁处沉积风险,该处同时是治理恢复堵塞的关键环节;对于回灌水过滤处理程度,也可根据当地含水层条件选择合理的过滤器等级。

唐朝[2](2020)在《高阳县地热回灌试验的沉降研究》文中进行了进一步梳理在大气污染严重的今天,清洁能源备受青睐。通过热储层抽取地热水,过户,再回灌会地下的供暖方式,已经成为更多城市的主要选择,但很多地区在成井工艺上的不足和经济效益的考量下,并不能使地热水能够百分百的回灌回地下,大部分地区浪费还是相当严重。当周边环境差、周围存在建筑物,且水量流失很大的情况下,容易引起地区周边地面的沉降和小范围的地震,对生命和财产造成损失。因此如何增大回灌,进而减小由于回灌量小引发的沉降问题是工程中重要研究内容。本文通过查阅相关文献,结合试验和模拟,得出以下结论:1、首先根据现场大量试验,有针对性的选取不同工艺、不同使用年限的五组井进行对照,研究发现,在如今的地质条件与工程应用上,采灌比的范围在26%-81.62%,地热资源浪费依旧严重,由此引发的沉降问题不能忽略。2、利用ABAQUS模拟软件,首先作为同层加压模式下的地热井,压力作为内部因素并做了简要分析,得出了回灌量与回灌压力关系与常规稳定流抽水中流量与降深关系均呈幂函数的一致性,且认为最适宜的压力应为0.32MPa左右。其次在单井情况下做了优化研究,设计了五种不同的井间距,结果显示两井间距越大沉降越大,在440m的情况下最为适宜。3、在此基础上,通过加井模拟,综合考虑了在既不产生热贯通、热突破、又能保证渗流效率的前提下,还可以减少沉降量和沉降范围,又能显示出经济型和可行性的问题后,最终确定440m间距下两抽三灌的组合方式更为合理。4、考虑根据改变井径增大体积,进而增大减小阻力的情况下,对井径做了优化分析,但由于模拟中对井径的夸张效果,结论中不同井径沉降量对比小于0.5cm,仅适用于井身重要关节处的改变。5、采用3D模式对现场进行了直接分析,又将井间距优化为440m,结论说明优化后沉降大小仅减少0.13cm,但沉降范围减小较大,证明了优化的重要性和正确性。采用本文研究的规律,可以对各种地形不同角度进行不同尝试,运用试验得到数据趋势,为其他此方向试验提供对照,采用ABAQUS模拟软件,最终选择采用两抽三灌的方式既增大回灌量的同时减小了沉降,也可降低由于地面沉降引发的其他问题。可见通过这一系列分析,可以为地热水的回灌提供有力的依据,具有良好的应用前景。

刘丹[3](2020)在《人工回灌过程中耦合胶体效应影响下CHCl3的形成及迁移转化机制》文中研究指明地下水资源作为水资源的重要组成部分,越来越多的地下水资源被人类所利用,而人类活动对地下水资源的过度开采引发一系列环境地质问题。地下水人工回灌技术即将地表等多种水源回灌到目标含水层中,可有效缓解地下水不合理开发利用所带来的环境地质问题,但人工回灌技术应用过程中不仅涉及外部水源的水质条件,还涉及对地下水水动力场和水化学场的扰动。因此,保障地下水环境安全稳定是人工回灌技术广泛应用的前提条件。基于回灌水源的多样性,为防止潜在污染物进入到地下水环境中,对回灌水源进行消毒预处理,有助于控制地下水免受病原体微生物的危害,该过程可有效保障回灌水源的水质条件。但消毒剂的存在易于形成消毒副产物(DBPs)对地下水环境造成二次污染;此外,人工回灌过程对地下水的扰动作用使得该过程中的胶体效应明显,胶体效应问题是影响DBPs在地下水中形成及迁移转化过程的又一关键因素。尽管已对人工回灌系统水源消毒过程中DBPs的形成及环境行为开展相关研究,但在此过程中DBPs耦合胶体效应下的形成规律如何?人工回灌过程中胶体效应对DBPs的迁移转化机制也有待进一步被查明。因此,本次开展人工回灌过程中DBPs耦合胶体效应影响下的形成及迁移转化机制的深入研究。地下水的DBPs污染问题日益突出,地下水有机污染成为危害人类健康的一种重要环境问题。CHCl3作为DBPs类污染物,因其检出率最高而引起关注。CHCl3在地下水中形成后经过各种物理、化学和生物作用,使其在地下水和介质中进行再分配,胶体由于较大比表面积、丰富的孔隙结构等特点使其具有良好的吸附能力,在地下水系统中影响污染物的环境行为。人工回灌过程中耦合胶体效应下CHCl3的环境行为特征研究成为DBPs污染中的重要研究内容,但目前尚未取得全面认识。基于此,本次研究依托国家自然科学基金《人工回灌条件下DBPs的形成机制及其耦合胶体效应影响下的迁移转化归宿》(41877175)及吉林大学研究生创新研究计划项目《人工回灌过程中耦合胶体效应影响下DBPs的形成机制及其影响因素研究》(101832018C051),以威海市乳山河地下水库某回灌试验场地为研究区(面积约为225 m2),针对氯化消毒水源回灌地下水形成的DBPs污染组分,选择检出率最高的CHCl3作为研究对象,在综合分析研究区已有勘查资料和研究成果基础上,通过补充地质、水文地质调查和地下水土样品采集测试,查明回灌场地水、土理化特征;随后开展不同人工回灌条件下CHCl3的形成实验及协同作用研究,建立CHCl3-典型胶体生成预测模型;开展野外人工回灌试验,分析人工回灌过程中地下水环境要素、典型化学组分和微生物群落特征的变化规律以及地下水中CHCl3耦合胶体效应影响下的迁移转化规律;在此基础上,以室内实验及场地回灌试验获得的相关参数为依据,建立人工回灌过程中CHCl3耦合胶体效应影响下的迁移转化模型,预测CHCl3迁移转化过程及时空分布特征,确定适合于场地水文地质条件下的回灌水源消毒剂浓度阈值,对人工回灌工作的实施和推广具有一定指导意义。通过本次研究,主要取得以下认识:1.氯化消毒水源回灌地下水过程中伴随着CHCl3的二次形成作用,其形成作用受反应时间、胶体浓度、氯倍率、pH、离子强度及类型等因素的影响:(1)CHCl3生成量随着反应时间的延长逐渐增大后趋于稳定,生成速率呈先增大后减小至不再形成CHCl3的趋势,SiO2胶体的存在对反应前体物的吸附作用使各时刻CHCl3生成作用均受到抑制,SiO2胶体易于吸附快反应基团,使反应初期快速反应阶段生成速率受胶体影响更大;(2)SiO2胶体易于吸附芳香族有机物,低氯倍率条件下脂肪族前体物起主导作用,CHCl3的形成受到抑制,随着氯倍率的增大,氯相对于前体物处于过剩状态,NaClO的水解产物占据了SiO2胶体的吸附点位,使得胶体效应对生成作用的影响减弱;(3)无胶体条件下随着pH的升高(59),CHCl3生成量逐渐增大,但SiO2胶体存在条件下,pH>7时CHCl3生成量呈下降趋势,这是由于SiO2胶体电势电位为负值,酸性条件下H+与反应前体物发生竞争吸附作用强,且在高pH条件下腐殖酸呈线性结构,其结构变化影响SiO2胶体对腐殖酸的吸附作用;(4)SiO2胶体使金属阳离子对CHCl3的生成作用抑制能力增强,这是由于金属离子带有较高的表面电荷,在SiO2胶体具有改性作用影响下对芳香性有机物吸附能力增强,降低了CHCl3的生成量;Ca2+是具有络合能力的阳离子,腐殖酸通过Ca2+的架桥作用使更多的腐殖酸被胶体吸附导致生成量下降。2.利用切向流超滤装置对有、无胶体条件下达到稳定生成量的实验溶液进行粒径分级,分级后无胶体条件下>100 nm,10100 nm和<10 nm滤液中CHCl3浓度分别占总量的9.72%、9.08%、81.20%,CHCl3主要以溶解态形式存在;在10 mg/L的SiO2胶体存在条件下,各粒径等级滤液中CHCl3浓度分别占37.44%、7.63%、54.93%,>100 nm的胶体态CHCl3浓度为53.535μg/L,SiO2胶体对水中的CHCl3有强吸附作用,在总CHCl3浓度中所占比例增加27.72%。3.选择CHCl3生成量作为模型因变量,将反应时间、氯倍率、pH值、Na离子强度、Ca离子强度、SiO2胶体浓度六项指标作为自变量,利用多元回归分析方法和人工神经网络分析方法分别建立耦合胶体效应的CHCl3生成预测模型,结果表明人工神经网络模型表现出更高的适应性,相关系数为0.9753,进而为生成量预测提供科学依据。4.野外人工回灌试验表明,受吸附、生物降解等作用影响,CHCl3在地下水中的迁移速率低于示踪剂的迁移速率,且SiO2胶体抑制了CHCl3的迁移。胶体存在条件下,各监测井CHCl3的阻滞系数Rf和自然衰减速率常数k均增大,一方面即考虑形成作用,胶体存在条件下CHCl3初始浓度降低使得其迁移速率降低;另一方面,吸附SiO2胶体的含水层介质提供更多的有效吸附点位使CHCl3的迁移能力受到抑制。地下水环境要素和水化学组分特征变化规律显示,受阳离子交换和水-岩作用的影响,地下水中Ca2+浓度增大使得CHCl3的形成作用受到抑制;胶体存在条件下由原含水介质—CHCl3吸附系统改为含水介质—SiO2胶体—CHCl3吸附系统,吸附作用增强;此外,CHCl3的生物降解速率增大,但通过将生物降解速率常数与自然衰减速率常数对比发现生物降解作用的影响水平降低,吸附作用影响程度增加。5.人工回灌过程中微生物群落结构及多样性分析结果表明,原生地下水中以Proteobacteria(变形菌门)、Actinobacteria(放线菌门)为主,分别占53.01%和41.76%,回灌水源中主要是变形菌门(Proteobacteria),占84.62%。在属水平上,原生地下水与回灌水源的优势菌属分别为Pseudarthrobacter(假杆菌属,29.87%)和Acinetobacter(不动杆菌属,31.53%),当回灌水源中存在SiO2胶体时,含水层中的Acinetobacter(46.81%)进入到地下水系统中成为优势菌,其在降解烷烃、芳香烃等组分有重要作用,因此这一过程也对CHCl3的降解作用产生影响。除上述丰度较高的微生物群落外,回灌水源中存在少量Nitrosomonas(亚硝化单胞菌)、Nitrospira(消化螺菌属)、Flavobacterium(黄杆菌属)、Methylophage(甲基噬菌体)等多种可能通过共代谢作用降解CHCl3的细菌,在无胶体条件下回灌水源注入170 min时地下水样品中有该类微生物检出,且在试验后期各细菌丰度增大,表明该过程中存在CHCl3的共代谢过程使得在地下水中被富集;但在有胶体存在条件下,上述微生物在170 min时无检出,一方面胶体存在条件下抑制了细菌在地下水中迁移,另一方面课题组前期研究成果表明地下水中SiO2对氨氮等电子受体具有一定的吸附能力,抑制了微生物的生长。6.人工回灌过程中CHCl3耦合胶体效应影响下的数值模型和解析模型预测结果表明,胶体的存在一方面抑制了CHCl3在地下水中的二次形成作用,另一方面自然衰减速率增大,抑制CHCl3在地下水中的迁移。基于目前我国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)规定的CHCl3浓度限值为0.06 mg/L,针对研究区水文地质特征条件提出了回灌水源的有效氯浓度阈值,即在保证地下水CHCl3迁移距离大于10 m不超过浓度限值的条件下,回灌水源的有效氯浓度阈值为1.25mg/L,加入10 mg/L SiO2胶体有效氯浓度阈值为1.93 mg/L;当CHCl3迁移距离大于30m不超过浓度限值的条件下,回灌水源的有效氯浓度阈值可提高至5.35mg/L,加入10 mg/L SiO2胶体回灌水源有效氯浓度阈值为7.05 mg/L。

崔瑞娟[4](2020)在《基于模式微生物Pseudomonas aeruginosa的地下水人工回灌多孔介质堵塞机理研究》文中指出人口增加、气候变化、水源污染、地下水超采等环境问题使得地球上可利用水资源短缺现象愈演愈烈,地下水人工回灌技术已成为应对水资源短缺与相应环境地质问题的重要手段之一。但是,回灌过程中的堵塞问题对回灌效率、运行成本及工程寿命有着显着的不利影响,成为制约地下水人工回灌技术推广与应用的主要因素之一。为了促进地下水人工回灌技术的发展,缓解水资源短缺引起的环境地质问题,本文通过室内实验对回灌过程中多孔介质的生物堵塞规开展研究。在着重研究微生物堵塞规律及机理的基础上,进一步研究了人工回灌过程中物理、化学因素对多孔介质中生物堵塞的影响,为回灌过程中多孔介质微生物堵塞的预防、控制与治理提供科学依据。论文依托于国家自然科学基金项目“城市雨洪水地下回灌过程中复合型堵塞的机理、识别方法与控制技术研究”。地下水人工回灌工程中多孔介质堵塞的类型通常分为物理、化学和生物堵塞三种。其中,对于生物堵塞,由于其种类、影响因素繁多,并且微生物在环境中参与了各种水文地球化学过程,生物生长规律、迁移运动规律及其对堵塞的影响途径也复杂多样。本次开展室内理论研究,选择铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,P.a)为模式微生物,分析人工回灌过程中生物堵塞规律,揭示微生物堵塞机理,并模拟常见物理和化学堵塞物质(悬浮物、Fe(III)等)对微生物堵塞的影响,得到以下主要结论:1.单一微生物堵塞条件下,整体堵塞演化过程具有明显的阶段性:初期平稳、中期下降和后期相对稳定。实验初期由于微生物在石英砂中的附着力较小,在水流剪切力的作用下部分微生物从石英砂表面脱落,渗透系数变化较小,整体特征相对平稳;实验中期微生物适应了水流的剪切力,且在营养物质的支持下迅速繁殖,处于指数增长阶段,附着力增强,多孔介质渗透性急剧减小;实验后期微生物的生长量与衰亡量达到动态平衡,多孔介质微生物堵塞达到稳定阶段。2.随离子强度的增大(0200mM的实验范围内),微生物堵塞发生的时间延后、堵塞程度减小。当离子强度在0100mM范围内时,外源阳离子中和了微生物与石英砂表面的负电荷,促进了微生物在石英砂表面的吸附,而微生物在生长过程中产生的碱性物质则促进了入渗介质中部分物质的溶解,二者的相互作用使介质渗透性下降的时间延后;当离子强度达到200mM时,由于渗透压较大,抑制了微生物的生长,同样导致了微生物堵塞时间的延后;离子强度增大造成细胞渗透压增大,不利于细胞摄取营养物质,导致多孔介质中微生物堵塞程度随着离子强度的增大而减小。3.随着营养浓度的增加(在020mM的实验范围内),微生物堵塞速率加快、堵塞发生的时间提前、堵塞程度加重。营养由寡到丰,微生物生长繁殖速度加快,造成多孔介质堵塞速率加快;同样的,营养物质充足,微生物生长较快,多孔介质孔隙被占据的速度大于被释放的速度,使得微生物堵塞开始发生的时间提前;适宜的营养浓度促进微生物生长繁殖,使得微生物体积增大,生成更多的胞外聚合物,导致实验末刻微生物堵塞程度加重。4.悬浮物与微生物共同作用,将加快多孔介质堵塞进程、加重堵塞程度。加入悬浮物后微生物堵塞发生的时间提前,这是由于悬浮物本身会造成多孔介质堵塞,同时悬浮物与微生物结合粘附,引起更严重的团聚、絮凝,进一步加快了堵塞的发生,加速了堵塞的形成,加重了堵塞的程度;悬浮物本身具有较强的迁移性,而微生物与其黏附后在多孔介质中的共迁移,使得堵塞深度加大。5.Fe(III)与微生物共同作用,将加快多孔介质堵塞进程、加重堵塞程度。在微生物活动下,环境呈弱碱性,促进了胶体态Fe(III)的生成,与微生物黏附聚合后体积增大,使介质堵塞发生的时间提前;当加入的Fe(III)浓度大于3mg/L后,微生物与Fe(III)超过吸附平衡,Fe(III)胶体对多孔介质堵塞的影响增大,可导致堵塞速率加快;Fe(III)与细胞结合形成新的物质以及Fe(III)在碱性条件下形成氢氧化铁固体,造成多孔介质堵塞程度加重;在Fe(III)的迁移作用影响下,多孔介质堵塞深度进一步增加。

徐海龙[5](2020)在《雨洪水地下回灌含水介质微生物堵塞效应及防治研究》文中指出雨洪水人工回灌地下是通过工程措施人为的将再生水注入含水层,从而实现再生水与地下水综合利用及修复受损水文地质环境的目的,是解决我国水资源短缺和城市内涝积水问题的有效方式之一。然而,人工回灌过程中回灌井的堵塞现象是阻碍回灌工程推广的主要问题所在,其对堵塞机理及堵塞规律的研究是防治堵塞发生的首要任务。雨洪水回灌过程中,含水介质的堵塞除了悬浮物颗粒和化学沉淀外,以微生物为媒介参与的生物地球化学反应对回灌堵塞具有重要影响,微生物自身生长繁殖代谢产生的代谢产物是微生物堵塞发生的重要因素。因此,研究雨洪水回灌含水介质微生物堵塞具有重要理论和现实意义。本论文采用室内一维渗流装置模拟雨洪水人工回灌含水层微生物堵塞过程,以青岛市市区大沽河下游流域地下水为研究对象,研究雨洪水人工回灌微生物堵塞机理。由渗透系数定量评价含水介质堵塞时空变化规律及堵塞程度,通过测定营养盐指标及胞外聚合物(EPS)含量进而分析其相应指标随渗透系数的变化规律,利用16S rRNA高通量测序技术,深入分析微生物群落丰度、多样性及物种组成特征,将样本和样本细菌与环境因子进行相关性分析,从分子水平上揭示影响雨洪水回灌堵塞细菌的主要菌属,以期为野外回灌工程建设与运行堵塞提供防治依据。主要研究结果如下:(1)各试验组含水介质渗透系数变化趋势基本一致,均呈现非线性降低趋势。其中,雨洪水回灌试验组含水介质堵塞发生时间最早。在空间上,不同渗流层位介质渗透系数呈现的变化规律与介质所处深度有着紧密关联,堵塞主要发生在介质表层,该层渗透系数均下降99%以上,后延伸至介质内部;在时间上,渗透系数依次经历“稳定波动-快速下降-趋于稳定”的变化阶段。(2)各试验组含水层内水质指标随渗透系数变化规律基本一致,均呈现出缓冲区营养盐指标高于出水口营养盐指标的现象。其NH4-N、NO3-N、NO2-N、PO43-指标变幅较小,出水口水质NO2-N、NO3-N浓度升高,硝化作用增强;缓冲区COD在K85时降幅最大;ORP在Ks’=0.85或Ks’=0.65时出现高峰值。出水DO在Ks’=0.15时降幅较大,此时COD、ORP有回升现象。(3)各试验组含水介质表层砂样中胞外聚合物含量随渗透系数变化趋势基本一致,各样本中多糖含量均高于蛋白质含量。当含水介质相对渗透系数Ks’从1降至0.35时,砂样表层EPS含量呈现持续增加现象,PS/PN增大;Ks’降至0.15时EPS含量出现低峰值,其中与多糖减少量相比蛋白质减少量较多;回灌终止,EPS含量回升。(4)通过高通量测序结果可知,各试验组含水介质附着细菌主要分布于37个细菌门类,83个细菌纲类,233个细菌目类,385个细菌科类,677个细菌属类,1157个细菌种类。丰富度、多样性及均匀度均呈现降低现象。回灌终止,试验组样本中细菌在各分类水平上的数量均减少,菌群结构发生变化。其中,变形菌门(Proteobacteria)构成主要优势菌门,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为显着影响菌。γ-变形菌纲(Gamma-proteobacteria)、α-变形菌纲(Alpha-proteobacteria)和放线菌纲(Actinobacteria)为主要优势菌纲。此外,在生物膜中处于优势地位的食酸菌属(Acidovorax)等,在厌氧环境中生存的假单胞菌属(Pseudomonas)、肠杆菌属(Enterobacter)等以及能分泌胞外聚合物的不动杆菌属(Acinetobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)等菌属,在终止样本中占较高丰度比。

哈达[6](2019)在《基坑降水与回灌工程中水文参数识别及土体变形控制研究》文中研究说明地下水渗流是岩土工程领域的经典问题之一。在过去的几十年中,我国城市地下空间不断开发利用,对地下工程建设提出了挑战。当涉及到地下水系统时,含水层空间分布不均匀的特性更会威胁工程安全并且提高建设难度。在各含水层水力联通条件下,基坑降水过程往往会伴随着基坑外地面沉降的产生,其主要原因为对现有场地水文地质条件认识不足,即使后期开启回灌井,其控制效果也不明显。目前,工程使用的水文参数识别方法主要以室内试验测定或基于现场抽水试验的图解法为主。然而基于该方法计算得到的水文参数往往不能反映场地的真实特征,这也表明了此类水文参数识别方法的不足。本文采用现场试验、最优化算法、数值模拟及机器学习等方法对地下水水文参数的识别方法及回灌沉降控制方法展开了系统研究,主要内容如下:(1)通过联合遗传算法和列文伯格-马夸尔特算法,提出了GALMA混合算法。该算法耦合Neuman-Witherspoon和Hantush-Jacob模型可用于越流含水层水文参数反演计算。通过现场抽水试验数据验证可知,相较于其它算法,该算法能够利用复杂的解析解模型对越流含水层水文参数进行识别,同时具有不受初始值干扰和参数精度较高的特点。(2)通过联合元启发算法与机器学习算法,提出了AHBRO算法。该算法耦合数值模型可用于多含水层系统条件下的水文参数反演计算。通过多组现场抽水试验数据对该算法性能进行了验证。结果表明,该算法识别得到参数精度较高,且利用反演参数得到的水位预测值与实测值较为吻合。与其他方法相比,该算法能够在保证高识别精度的条件下大幅减少计算资源的浪费。(3)通过对天津市水位、地表沉降长期监测数据研究,研究了各含水层组地下水位与地表沉降时空分布关系,并发现深层含水层的地下水开采是该地区沉降长期发展的主要原因,二者相关性较强。同时,受地下水开采强度以及补给能力影响,不同深度土体应力历史条件不同。(4)利用水文参数反演算法进一步分析了抽水及回灌过程中土体参数的变化以及不同抽水、回灌顺序土体变形分布规律。研究表明,由于土体压缩和回弹模量的不同,相对于抽水过程,水位抬升过程中土体释水系数较小,利用抽水试验结果会低估其水位抬升效果。同时,土体弹塑性的应力应变特征还会导致不同抽水、回灌顺序下土体变形不同,不可恢复变形随回灌前抽水时间显着增加。

郭枫[7](2019)在《北京地铁房山线丰益桥南站~风井基坑回灌试验及数值模拟研究》文中提出地铁基坑地下水回灌按照回灌目的,可以分为环境控制型和水资源保护型两类。水资源保护型回灌工程不同于环境控制型回灌工程,其回灌水量较大,且由于场地与经济因素限制,回灌区常常位于降水区影响半径内,导致回灌的地下水回流、绕流对基坑降水产生影响,增加基坑降水难度。本文以北京市房山线北延工程丰益桥南站风井基坑降水工程为例,开展回灌试验,研究砂卵石潜水含水层回灌的可行性,回灌对基坑降水涌水量的影响,及不同回灌方案的效果分析。具体研究内容如下:1、通过现场监测基坑降水涌水量、回灌水量与周边地下水位,发现砂卵石层回灌能力极强,灌抽比可达到1:1,具有回灌可行性。随着回灌水量的增加,基坑地下水位及基坑涌水量随之增加,证明回灌地下水回流至基坑区域,影响基坑降水。2、采用数值法,建立地铁基坑降水回灌三维数值渗流模型,并结合解析法,研究回灌对基坑降水影响,计算回灌回流水量占基坑涌水量的比例。结果表明,回灌回流水量占基坑涌水量的25%31%。同时发现数值法与解析法所得结果具有一定差值,但两种方法皆可用于基坑降水回灌项目研究,并互相校验。3、应用所建立的数值模型,开展地层渗透系数对回灌效果的影响分析。改变地层渗透系数,其余参数不变,发现地层渗透系数增大,回灌区最高水位不变,降水区水位抬升。即同等条件下,地层渗透系数越高,回灌回流现象越明显,对基坑降水干扰越大。4、应用所建立的数值模型,开展回灌区距离对回灌效果的影响分析。改变回灌区位置,其余参数不变,发现随着回灌区与降水区的距离增大,回灌区最高水位不变,降水区水位降低。在本数值模型中,回灌区在距离降水区1900 m处,对基坑降水不产生干扰。5、为达到基坑地下水位控制目标,应预先考虑降水与回灌间的耦合作用,准确预测回灌对基坑降水的影响,进行降水回灌方案的协调设计。

李昊阳[8](2019)在《软土基坑自动化回灌方案优化设计研究》文中研究说明随着我国城市基础建设的迅速发展,基坑工程正向着“深长宽”方向发展。在实践过程中基坑渗漏与降水等一系列地下水活动均会导致深基坑周边地层变形,影响建筑物的安全使用。基坑施工开挖过程中,渗漏水现象已成为最大的风险源之一。据统计,由基坑围护结构渗漏水和基底涌水导致的工程事故,占基坑施工总事故的50%以上,其中软土基坑尤其如此。因此,基坑施工中地下水平衡问题已成为岩土工程界关注的热点工程问题。本文依托广东省佛山市地铁三号线大良站软土深基坑工程,结合该基坑施工开挖方法和现场监控测量数据及其工程地质条件,就该基坑回灌方案及其如何实现自动化控制等问题展开了系统分析。主要研究内容如下:(1)通过对大良站基坑刀把段地下水位、墙体水平位移、地表沉降、建筑物沉降监测数据进行分析,得到了其与基坑渗漏间的变化规律。通过基坑渗漏现场调查,明确了该基坑渗漏原因及方式;为实现该基坑地下水位的有效控制,开展了单井回灌试验,得到了回灌后基坑外地下水位变化规律。(2)为实现该基坑回灌方案的优化,利用ABAQUS数值软件首先对大良站基坑刀把段进行了单井回灌模拟分析,将其模拟数据与现场数据进行了对比分析,并验证了该数值模型的可靠性;在此基础上研究了单井回灌对基坑渗流场与位移场的影响,分析了不同滤管长度、井径大小、回灌压力及同回灌压力下回灌井距基坑不同距离回灌后对渗流场、位移场以及基坑渗漏的影响,得到了单井回灌优化参数。(3)依据前人回灌设计经验及单井回灌参数的设计优化,建立了初步回灌优化方案,将其与单井回灌模拟结果对比分析后,得到了回灌影响因素。在此基础上,将多种不同影响因素下的不同设计参数组合多种回灌方案进行优化比选,最终确定了回灌优化方案。(4)为实现自动化回灌,利用Python等编写的自动化控制程序成功应用到了自动化回灌控制设备,并与自主设计的自动化水位监测井及自动化回灌井共同组成了一整套自动化回灌系统设备。结合现场实际情况,设计出了自动化回灌方案。

曹剑然[9](2018)在《天津地区基坑工程中承压层回灌控沉理论与技术研究》文中指出当基坑开挖深度较大且坑底以下的承压含水层的厚度较大时,有时会出现地下连续墙或止水帷幕不能截断承压含水层的情况,此时称其为悬挂式止水帷幕。由于悬挂式止水帷幕并不能够完全截断含水层,这将导致坑内外的水力连通,在对承压含水层进行抽降水时会引起紧邻基坑的建筑物及地下构筑物发生不均匀沉降。采取人工回灌措施可以对基坑外承压含水层进行水头补偿,从而达到控制地面沉降的目的。然而在天津地区,以粉土粉砂为主的微承压含水层渗透系数低,其回灌可行性及回灌策略急需研究。同时,微承压含水层中的回灌理论,包括半无限空间及边界截断条件下的回灌特征曲线、回灌效率、堵塞与井损机理等,均缺乏深入研究。本文采用现场试验、工程实测及数值模拟等方法对天津地区微承压含水层回灌策略及理论开展了系统研究,主要内容如下。针对天津地区微承压含水层主要成分为粉土粉砂,其渗透性较低,回灌可行性存疑的问题,本文首先进行了某空旷场地单井抽灌试验以及加压回灌试验,证实了天津地区微承压含水层回灌的可行性及有效性,并对单井回灌理论、井损理论、以及不同井结构的加压回灌试验效果进行了分析研究。研究表明,回灌虽可行但易发生堵塞,需要定期进行抽水回扬,同时导致井损值显着高于抽水工况。回灌特征曲线与抽水降深曲线较为接近,仅在井附近有所差异。加压回灌可以有效提高回灌效率,减少回灌井的数量以及降低回灌成本,相比黏土封堵井壁外缝隙,注浆封堵可以显着提高回灌压力及效率。进一步在天津某地铁车站基坑工程现场进行了一系列单井、多井自然及压力回灌试验、抽水试验及双井组合回灌试验,并对试验中微承压含水层的水头、地表沉降以及不同深度处的孔压进行了测量。试验及理论计算结果表明,抽水试验得到的水文地质参数可以用于预测回灌的水位抬升,但是在距中心井较近处,回灌上升锥高于降落曲线。回灌量与抽水量维持在相近水平可以有效控制周边地表及建筑物沉降。当回灌停止后,周边地表沉降有快速发展的趋势,因此在实际工程中,抽水停止后应适当延长回灌时间。本研究提出的双井组合回灌技术可有效的控制回灌井回扬时引起的含水层水位的下降。当场地存在多层层间有一定水力联系的承压含水层时,基坑内降水可引发坑外多个含水层水位降低,若对所有层进行回灌则将导致成本大幅提高,因此提出隔层回灌的策略。通过天津地铁某车站基坑降水过程中基坑内外及不同层的水力联系和隔层回灌效果的研究表明,对基坑外第Ⅰ微承压含水层进行回灌可有效对其上部潜水层和下部第Ⅱ-1承压层的水头起到抬升作用,控制其水位下降导致的坑外沉降。对第Ⅰ承压含水层进行回灌对第Ⅱ-2承压层水位抬升也有一定的作用,但是尚不足以使其水位完全恢复,建议此层设置备用回灌井。在基坑工程中,地连墙及止水帷幕对基坑外回灌的水位抬升有很大影响,因此采用有限差分模型,研究了直线隔水边界对于回灌时地下水渗流的阻挡效应,以及地连墙截断承压含水层不同比例情况下的回灌水位变化规律及其特征曲线。基于利用镜像原理建立的承压含水层完全隔断情况下的回灌锥特征曲线,结合修正函数,提出了未完全截断承压含水层时的水位变化特征曲线计算表达式。与数值计算的结果比较表明,修正公式可以满足有直线隔水边界条件下的基坑工程回灌设计计算需求。

徐国丹[10](2018)在《再生水回灌下含水介质渗透性变化规律试验研究》文中研究说明再生水回灌工程对于防止海水入侵、控制地面沉降、利用含水层贮能、解决区域水资源短缺等方面均具有良好效果。近年来,随着回灌技术的不断发展和回灌形式的改良,回灌用水类型的多样化和回灌水质的复杂化,再生水在通过含水层进入地下环境的过程中,不仅会对原有的水动力场和化学场造成扰动,而且会发生水-岩相互作用。在不同的回灌条件和回灌模式下,这些作用对含水层结构都会产生一定程度的影响,作为描述含水层结构变化的典型参数,渗透系数必然会随之发生变化。因此,研究再生水回灌激发下含水介质渗透性的变化规律,对进行回灌引发的污染物行为特征的研究有主导意义。本文在野外调查的基础上,以渭河中游皂河—渭河交汇处河漫滩含水介质作为研究对象,选取中砂、细砂、粉砂三种典型含水介质样品,通过室内一维砂柱模拟试验,研究在回灌条件下典型含水介质的渗透性变化规律;并针对导致渗透系数衰减的堵塞行为,通过模拟悬浮物堵塞以及微生物堵塞试验,分别对这两种堵塞行为导致的含水介质渗透系数变化规律进行研究;并通过水文地球化学模拟PHREEQC软件,对回灌过程中的水岩作用可能导致的化学堵塞行为规律进行模拟,研究分析了再生水回灌过程中不同环境条件下,代表性无机矿物和重金属矿物的溶解与沉淀特征以及在此过程中重金属组分形式变化情况。主要得出以下认识:1.典型含水介质渗透性变化规律相同条件下,三种介质渗透性大小为中砂(0.200cm/s)>细砂(0.020cm/s)>粉砂(0.008cm/s)。自来水回灌下的含水介质渗透系数基本稳定不变,而再生水回灌下的含水介质渗透系数均随着时间的推移持续减小,随后趋于稳定,呈现出相同的变化规律。当含水介质组成为中砂:细砂:粉砂=3:2:1和中砂:细砂:粉砂=1:2:3时,渗透系数衰减率分别为54.55%和68%,衰减系数分别为0.107和0.136。砂体粒径组成不同,整体有效粒径发生变化,有效粒径越大,渗透系数就越大。三种砂以不同位置排列时,当排列方式为中砂(上)细砂(中)粉砂(下)和中砂(下)细砂(中)粉砂(上)时,渗透系数衰减系数分别为0.117和0.130。中砂位于最底层,回灌稳定时整体渗透系数明显小于其他两种砂位于底层时的渗透系数,从而表明回灌时含水介质沉积结构是影响渗透系数变化的主要因素。2.悬浮物堵塞试验规律回灌过程中,不同条件下含水介质的渗透系数随时间都呈现出相同的变化规律:回灌初期“急剧下降”,中期“缓慢减小”,末期“趋于稳定”。在回灌初期发生较为剧烈的悬浮物堵塞作用。相同条件下,入渗粒径越大,渗透系数越大,回灌进行到同一时间时,粒径较小的介质堵塞情况较为严重,堵塞程度相同时,粒径较大的介质需回灌更长的时间。悬浮物浓度越大,砂柱内产生的堵塞作用越严重,并且堵塞类型多为表层堵塞。3.微生物堵塞试验规律回灌试验结束后,砂柱内五段砂层的渗透系数分别降至初始值的0.09、0.11、0.54、0.78、0.82,生物堵塞作用在砂柱内接近进水口处十分剧烈,营养物质在浅层的消耗制约了微生物堵塞往深层的发展,砂柱内的悬浮生物量随着入渗距离的增大而减少。4.化学堵塞模拟规律(1)PHREEQC软件模拟结果显示,再生水和地下水的混合比例影响代表性矿物的溶解与沉淀作用,对于碳酸盐类矿物,白云石的沉淀/溶解状态受再生水回灌影响较大;对于硫酸盐类矿物,石膏的沉淀趋势减弱,重晶石的沉淀趋势增强;对于硅酸盐类矿物,钠长石和钙长石的沉淀趋势减弱,石英的沉淀趋势增强。(2)代表性矿物沉淀/溶解规律:当温度逐渐上升时,碳酸盐类矿物饱和指数增大,石膏的饱和指数较为稳定,重晶石沉淀趋势减弱,硅酸盐类矿物饱和指数整体缓慢降低。混合水为酸性溶液时碳酸盐矿物呈溶解态势,为中-碱性溶液时碳酸盐矿物呈稳定沉淀态势;pH对硫酸盐矿物影响不大;pH<6时硅酸盐矿物的饱和指数直线增长,在610的范围内保持不变。氧化还原电位对以上几类矿物的饱沉淀与溶解作用没有太大的影响。(3)重金属组分形式及金属矿物变化规律:温度对Fe、Mn和Zn的组分存在形式有较大的影响,而对Cd、Cu和Pb的组分存在形式受温度影响较小;pH变化对重金属的组分存在形式有较大影响,在酸性环境中,各种金属以游离态或者络合离子的形式存在,在中性偏碱性环境中,各金属多以其碳酸盐结合态物质和水解反应的OH配合物产物形式存在;Fe和Cu这两种金属元素受Pe影响较大。温度变化对重金属矿物的溶解与沉淀作用影响较小;pH和Pe变化对铁锰矿物的沉淀与溶解作用影响较大。

二、地下水人工回灌技术简述(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、地下水人工回灌技术简述(论文提纲范文)

(1)回灌诱发近井壁处外源性颗粒迁移特性试验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 地下水人工回灌
        1.1.2 人工回灌堵塞
    1.2 人工回灌堵塞机理研究
        1.2.1 化学堵塞研究现状
        1.2.2 生物堵塞研究现状
        1.2.3 物理堵塞研究现状
        1.2.4 堵塞的预防与治理研究
    1.3 近井壁处外源性颗粒迁移现状及研究意义
    1.4 研究内容与技术路线
第二章 近井壁处颗粒迁移沉积试验
    2.1 引言
    2.2 试验台系统设计
        2.2.1 基本相似性与比尺关系
        2.2.2 试验模型设计
        2.2.3 悬浊液回灌砂箱试验台
    2.3 试验材料
        2.3.1 多孔介质材料
        2.3.2 悬浮微小颗粒
    2.4 试验方案
        2.4.1 试验前期准备
        2.4.2 试验流程
        2.4.3 试验影响因素
        2.4.4 试验工况设计
    2.5 试验台测试系统
        2.5.1 温度测试
        2.5.2 压力测试
        2.5.3 粒度分布曲线测定
        2.5.4 颗粒含量称重测量
        2.5.5 渗透系数测量
    2.6 试验误差分析
        2.6.1 温度误差分析
        2.6.2 压力误差分析
    2.7 本章小结
第三章 近井壁处颗粒迁移沉积特性分析
    3.1 引言
    3.2 回灌压力分析
    3.3 流出悬浮颗粒D90粒径分布
        3.3.1 初始回灌压力对颗粒运移的影响
        3.3.2 固体骨架颗粒级配对颗粒运移的影响
    3.4 砂箱内渗透系数分布
        3.4.1 初始回灌压力对渗透系数的影响
        3.4.2 固体骨架颗粒级配对渗透系数的影响
    3.5 本章小结
第四章 颗粒出流与沉积分析
    4.1 引言
    4.2 遮光率与颗粒含量测定
    4.3 流出颗粒含量分析
    4.4 砂箱内颗粒沉积分布
        4.4.1 多孔介质段颗粒沉积
        4.4.2 砂箱进/出水室颗粒沉积
    4.5 沉降与骨架颗粒脱离
    4.6 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 建议与展望
参考文献
附录 滤纸拦截流出颗粒含量数据
在学期间的研成究果
致谢

(2)高阳县地热回灌试验的沉降研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 地热资源发展背景
        1.1.2 高阳县地热资源发开现状
    1.2 国内外发展现状及存在问题
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 主要研究内容
    1.4 创新点
第2章 试验介绍及影响因素分析
    2.1 地质情况及地热资源评价的方法
        2.1.1 地质概况
        2.1.2 渗流基本理论及地热资源评价
    2.2 抽水试验
    2.3 回灌试验
        2.3.1 试验设计及试验介绍
        2.3.2 地热井基本情况
        2.3.3 回灌过程及回灌试验结果
    2.4 影响回灌量的因素及解决办法
    2.5 本章小结
第3章 基于ABAQUS对工程应用的研究
    3.1 对ABAQUS软件介绍
        3.1.1 软件概述
        3.1.2 ABAQUS分析基本流程
        3.1.3 ABAQUS功能模块
        3.1.4 ABAQUS分析渗流问题要考虑的参数问题
    3.2 有限元计算简化模型建立
    3.3 回灌量与回灌压力的关系
    3.4 抽、灌两井间距对沉降的影响
    3.5 本章小结
第4章 回灌量及沉降参数优化研究
    4.1 本章概述
    4.2 增大回灌量对沉降的影响因素分析
    4.3 井间距优化设计
    4.4 井径的优化研究
    4.5 本章小结
第5章 现场多井交错及模拟讨论
    5.1 场地介绍
    5.2 模型建立及成果分析
    5.3 井群优化分析
    5.4 地热资源开发利用存在的问题
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究和展望
参考文献
致谢
附件一成井结构示意图

(3)人工回灌过程中耦合胶体效应影响下CHCl3的形成及迁移转化机制(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与选题依据
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 消毒副产物(DBPs)概述
        1.2.2 DBPs形成机制及其影响因素
        1.2.3 胶体对有机污染物迁移转化的影响研究
        1.2.4 人工回灌过程中CHCl_3污染含水层的现存问题
    1.3 研究目标及研究内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
    1.4 研究思路与技术路线
    1.5 创新点
第二章 研究区概况
    2.1 自然地理概况
        2.1.1 区域概况
        2.1.2 气象水文概况
    2.2 区内地质概况
        2.2.1 地形地貌
        2.2.2 区域地层结构及岩性
        2.2.3 区域地质构造
    2.3 区内水文地质条件
        2.3.1 地下水类型及赋存条件
        2.3.2 地下水补、径、排条件
第三章 试验场地建设及水、土特征分析
    3.1 人工回灌试验场地建设
    3.2 样品采集与测试
        3.2.1 含水层介质样品采集与保存
        3.2.2 地下水、回灌水源样品采集与保存
        3.2.3 样品测试分析方法
    3.3 试验场地水、土特征分析
        3.3.1 含水介质特征分析
        3.3.2 试验场地水环境特征分析
第四章 胶体效应影响下CHCl_3形成机制及其模拟预测
    4.1 实验材料
        4.1.1 实验试剂
        4.1.2 实验仪器
    4.2 实验方法
        4.2.1 实验溶液的制备
        4.2.2 实验方案
    4.3 结果分析与讨论
        4.3.1 胶体效应影响下反应时间对CHCl_3生成的影响
        4.3.2 胶体效应影响下氯倍率对CHCl_3生成的影响
        4.3.3 胶体效应影响下pH对 CHCl_3生成的影响
        4.3.4 胶体效应影响下金属离子及价态对CHCl_3生成的影响..
        4.3.5 CHCl_3-SiO_2 胶体协同作用机制分析
    4.4 胶体效应影响下CHCl_3预测模型研究
        4.4.1 因变量和自变量的确定
        4.4.2 多元线性回归预测模型
        4.4.3 人工神经网络模型
        4.4.4 两种预测模型的比较
    4.5 本章小结
第五章 CHCl_3耦合胶体效应影响下的迁移机理研究
    5.1 人工回灌试验概况
        5.1.1 试验目的
        5.1.2 示踪试验
        5.1.3 回灌试验
        5.1.4 数据分析
    5.2 示踪试验结果分析
    5.3 人工回灌过程中地下水环境要素及典型化学组分的演化特征.
        5.3.1 地下水环境要素的演化特征
        5.3.2 典型化学组分的演化特征
    5.4 胶体效应影响下CHCl_3的时空分布特征分析
        5.4.1 回灌井CHCl_3浓度变化特征
        5.4.2 监测井地下水CHCl_3时间变化特征
        5.4.3 监测井地下水CHCl_3空间变化特征
    5.5 胶体效应影响下CHCl_3迁移转化影响因素定量分析
        5.5.1 胶体效应影响下CHCl_3的吸附影响定量分析
        5.5.2 胶体效应影响下CHCl_3的生物降解影响定量分析
    5.6 本章小结
第六章 胶体效应影响下CHCl_3生物降解的微生物响应规律
    6.1 微生物样品的采集与制备
    6.2 胶体效应影响下微生物群落结构和多样性分析
        6.2.1 胶体效应影响下微生物群落结构特征
        6.2.2 胶体效应影响下微生物多样性分析
    6.3 胶体效应影响下CHCl_3的微生物群落组成
        6.3.1 各分类水平的微生物群落数量变化分析
        6.3.2 胶体效应影响下微生物群落结构变化分析
        6.3.3 微生物对CHCl_3降解的响应
    6.4 环境因子与微生物群落结构的相互关系
    6.5 本章小结
第七章 人工回灌条件下CHCl_3耦合胶体效应的环境行为预测
    7.1 CHCl_3 耦合胶体效应影响下的迁移转化数值模拟
        7.1.1 概念模型
        7.1.2 边界条件概化
        7.1.3 CHCl_3 耦合胶体效应影响下的迁移转化数学模型
        7.1.4 数值模型模拟结果
    7.2 CHCl_3 耦合胶体效应影响下的迁移转化解析模型
        7.2.1 数学模型
        7.2.2 胶体效应影响下CHCl_3迁移转化行为预测
    7.3 胶体效应影响下回灌水源有效氯浓度阈值
    7.4 本章小结
第八章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 不足与展望
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢

(4)基于模式微生物Pseudomonas aeruginosa的地下水人工回灌多孔介质堵塞机理研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 地下水人工回灌工程及堵塞问题
        1.2.2 基于铜绿假单胞菌(P.a)的微生物堵塞研究进展
    1.3 研究目标与研究内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 技术路线
第2章 人工回灌过程中微生物的吸附特征研究
    2.1 吸附的基本概念和原理
    2.2 实验材料
        2.2.1 介质、菌种的选择
        2.2.2 悬浮物、Fe(Ⅲ)的理化特性
        2.2.3 溶液的配制
    2.3静态吸附实验
        2.3.1微生物在石英砂中的静态吸附实验
        2.3.2悬浮物在石英砂中的静态吸附实验
        2.3.3悬浮物和微生物的静态吸附实验
        2.3.4 Fe(Ⅲ)和石英砂静态吸附实验
        2.3.5 Fe(Ⅲ)与微生物的静态吸附实验
    2.4 小结
第3章 地下水人工回灌过程中多孔介质微生物堵塞规律及机理研究
    3.1室内多孔介质微生物堵塞实验
        3.1.1 实验设置
        3.1.2 实验步骤
        3.1.3 实验方案
        3.1.4 实验测试方法
    3.2 多孔介质微生物堵塞演化规律
        3.2.1 微生物堵塞演化典型特征
        3.2.2 离子强度对介质渗透性变化的影响
        3.2.3 营养浓度对介质渗透性变化的影响
    3.3 微生物在入渗介质中的迁移-沉积规律
        3.3.1 不同条件下微生物在入渗介质中的迁移规律
        3.3.2 不同条件下微生物在入渗介质中的沉积规律
    3.4 微生物在入渗介质中的堵塞机理
        3.4.1 离子强度对微生物堵塞机理研究
        3.4.2 营养浓度对微生物堵塞机理研究
第4章 悬浮物对微生物堵塞的影响研究
    4.1悬浮物对微生物影响下多孔介质堵塞规律模拟实验
        4.1.1 实验装置
        4.1.2 实验步骤
        4.1.3 实验方案
        4.1.4 实验测试方法
    4.2 悬浮物作用下的介质渗透性变化特征
    4.3 悬浮物-微生物共同作用下的介质渗透性变化特征
    4.4 悬浮物与微生物共存条件下的运移、沉积规律研究
        4.4.1 悬浮物-微生物运移规律
        4.4.2 悬浮物-微生物沉积规律
    4.5 悬浮物对微生物堵塞机理分析
        4.5.1 悬浮物与细菌表面电势及粒径变化分析
        4.5.2 悬浮物-微生物吸附、沉积或过滤分析
        4.5.3 堵塞贡献率分析
        4.5.4 水化学指标指示作用
        4.5.5 可溶盐溶解
    4.6 小结
第5章 Fe(Ⅲ)对微生物堵塞的影响研究
    5.1 Fe(Ⅲ)对微生物影响下多孔介质堵塞规律模拟实验
        5.1.1 实验装置
        5.1.2 实验步骤
        5.1.3 实验方案
        5.1.4 实验检测方法
    5.2 Fe(Ⅲ)作用下的介质渗透性变化特征
    5.3 Fe(Ⅲ)-微生物共同作用下的介质渗透性变化特征
    5.4 Fe(Ⅲ)与微生物共存条件下的运移、沉积规律分析
        5.4.1 Fe(Ⅲ)-微生物运移规律
        5.4.2 Fe(Ⅲ)-微生物沉积规律
    5.5 Fe(Ⅲ)对微生物堵塞机理分析
        5.5.1 Fe(Ⅲ)对微生物生长的影响
        5.5.2 水化学指标变化分析
        5.5.3 Fe(Ⅲ)与微生物表面电势与粒径变化分析
        5.5.4 Fe(Ⅲ)-细菌复合体吸附、沉积、过滤分析
        5.5.5 堵塞贡献率分析
    5.6 小结
第6章 结论及建议
    6.1 结论
    6.2 建议
参考文献
作者简介及科研成果
致谢

(5)雨洪水地下回灌含水介质微生物堵塞效应及防治研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 技术路线图
2 试验材料与方法
    2.1 装置及材料
    2.2 方案及步骤
    2.3 仪器及试剂
    2.4 分析项目及测定方法
3 微生物堵塞效应研究
    3.1 细菌生长史
    3.2 渗透系数时空变化规律
    3.3 含水层水质与介质渗透性的关系
    3.4 细菌代谢产物与介质渗透性的关系
4 细菌群落结构的演变
    4.1 测序统计及细菌多样性
    4.2 细菌群落组成分析
    4.3 细菌群落结构与环境因子相关性
5 微生物堵塞预防与治理
    5.1 微生物堵塞的预防
    5.2 微生物堵塞的治理方法
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 不足与展望
参考文献
作者简历
致谢
学位论文数据集

(6)基坑降水与回灌工程中水文参数识别及土体变形控制研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 水文参数识别研究现状
        1.2.1 地下水运动模型
        1.2.2 最优化算法模型校核
    1.3 人工回灌沉降研究现状
        1.3.1 国内地面沉降现状
        1.3.2 大规模区域回灌运行
        1.3.3 局部地区回灌运行
    1.4 已有研究的不足
    1.5 本文主要工作
    1.6 本文创新点
第2章 基坑降水引发土体变形工程实例
    2.1 引言
    2.2 工程概况
        2.2.1 工程地质条件
        2.2.2 基坑设计及周边情况
    2.3 单井G2-2 抽水试验
    2.4 1 区群井抽水试验
    2.5 预降水试验
        2.5.1 水位影响
        2.5.2 基坑围护结构及周围土体、建筑物变形
    2.6 本章小结
第3章 混合算法在越流含水层条件下水文参数识别应用
    3.1 引言
    3.2 水文参数识别最优估计概述
        3.2.1 列文伯格-马夸尔特算法(LMA)
        3.2.2 遗传算法(GA)
        3.2.3 迭代计算收敛准则
    3.3 现场抽水试验
        3.3.1 场地概况
        3.3.2 试验结果
        3.3.3 井储影响
    3.4 水文参数识别
        3.4.1 抽水试验解析解模型
        3.4.2 列文伯格-马夸尔特算法(LMA)性能评估
        3.4.3 遗传算法性能评估
        3.4.4 混合算法性能评估
    3.5 与其他最优化方法对比
        3.5.1 考虑上层弱透水层储水的非稳态越流含水层
        3.5.2 不考虑上层弱透水层储水的非稳态越流含水层
    3.6 本章小结
第4章 AHBRO算法在多含水层系统下水文参数识别应用
    4.1 引言
    4.2 算法介绍
        4.2.1 人工培育蜜蜂生命周期
        4.2.2 AHBRO算法
    4.3 经典最优化问题验证
        4.3.1 二维多峰函数
        4.3.2 多维单峰函数
        4.3.3 计算结果
    4.4 现场抽水试验
        4.4.1 场地概况
        4.4.2 抽水试验
        4.4.3 数值模型
        4.4.4 AHBRO性能验证
        4.4.5 Visual MODFLOW交叉验证
    4.5 本章小结
第5章 地下水人工回灌水文参数分析
    5.1 引言
    5.2 现场抽水及回灌试验
        5.2.1 试验概况
        5.2.2 水位监测结果
        5.2.3 井储影响
        5.2.4 井损效应
    5.3 水文参数分析
    5.4 本章小结
第6章 地下水开采历史对地层变形影响分析
    6.1 引言
    6.2 天津市工程地质及水文地质条件
        6.2.1 区域概况
        6.2.2 工程地质条件
        6.2.3 水文地质条件
    6.3 研究区地下水位变化
        6.3.1 第一含水层组(Aq G-I)
        6.3.2 第二含水层组(Aq G-II)
        6.3.3 第三含水层组(Aq G-III)
        6.3.4 第四含水层组(Aq G-IV)
    6.4 地表沉降变化
    6.5 天津主要区域地表沉降发展
        6.5.1 天津市区
        6.5.2 滨海新区
    6.6 地下工程影响
    6.7 本章小结
第7章 回灌工程中土体变形控制
    7.1 引言
    7.2 工程实例分析
        7.2.1 现场试验一
        7.2.2 现场试验二
    7.3 三维有限元数值模型
        7.3.1 数值模型建立
        7.3.2 计算模型校核
    7.4 计算结果分析
        7.4.1 沉降对比
        7.4.2 土体分层应力应变分析
        7.4.3 弱透水层应力应变分析
        7.4.4 土拱效应
    7.5 本章小结
第8章 结论与展望
    8.1 主要结论
    8.2 研究展望
参考文献
发表论文及参加科研情况说明
致谢

(7)北京地铁房山线丰益桥南站~风井基坑回灌试验及数值模拟研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 回灌技术应用现状
        1.2.2 回灌井流理论研究现状
        1.2.3 回灌井试验研究现状
        1.2.4 数值模拟应用现状
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
2 现场回灌试验概况
    2.1 试验场地自然环境
        2.1.1 地理概况与周边环境
        2.1.2 气象、水文概况
    2.2 工程概况
        2.2.1 工程地质与水文地质条件
        2.2.2 丰益桥南站~风井降水方案
        2.2.3 回灌试验方案
    2.3 试验数据统计与分析
        2.3.1 水量监测数据统计与分析
        2.3.2 水位监测数据统计与分析
3 试验研究区域的地下水流数值模拟
    3.1 模拟软件VISUAL MODFLOW
    3.2 水文地质概念模型
        3.2.1 研究区范围
        3.2.2 边界条件
        3.2.3 含水层水力特征
    3.3 三维渗流数值模型
        3.3.1 数学模型
        3.3.2 空间离散
        3.3.3 时间离散
        3.3.4 参数赋值
        3.3.5 源汇项确定
    3.4 模型的拟合与检验
        3.4.1 模型的拟合
        3.4.2 水均衡分析
4 回灌对基坑降水涌水量影响分析
    4.1 解析法计算与分析
        4.1.1 地下水的井流理论
        4.1.2 回灌井流计算理论
        4.1.3 基坑涌水量计算
    4.2 数值模型计算与分析
        4.2.1 潜水自由面分析
        4.2.2 渗流特性分析
        4.2.3 水均衡计算
    4.3 差值分析
5 不同回灌方案效果分析
    5.1 影响因素确定
    5.2 参数效果分析
        5.2.1 不同渗透系数效果分析
        5.2.2 不同回灌区距离效果分析
    5.3 优化建议
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 存在问题与展望
致谢
参考文献

(8)软土基坑自动化回灌方案优化设计研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 基坑渗漏研究现状
        1.2.2 基坑渗流场数值模拟研究现状
        1.2.3 回灌技术应用研究现状
        1.2.4 基坑降水与回灌有限元数值模拟研究现状
    1.3 本文研究内容与研究思路
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究思路
第二章 大良站现场监测数据分析及单井回灌试验
    2.1 工程概况
        2.1.1 工程地质条件
        2.1.2 水文地质条件
    2.2 基坑现场监测数据分析
        2.2.1 地下水水位变化
        2.2.2 墙体水平位移分析
        2.2.3 周边地表沉降分析
        2.2.4 建筑物沉降分析
    2.3 大良站基坑渗漏调查及分析
        2.3.1 基坑地连墙渗漏调查
        2.3.2 基坑底部渗漏调查
        2.3.3 基坑渗漏原因分析
    2.4 单井回灌试验与分析
        2.4.1 单井回灌试验目的
        2.4.2 单井回灌试验布置
        2.4.3 单井回灌控制指标
        2.4.4 单井回灌试验数据分析
    2.5 本章小结
第三章 单井回灌模拟与设计参数优化研究
    3.1 基坑流固耦合有限元数值模型的建立
        3.1.1 有限元模型建立
        3.1.2 有限元模型基本假定
        3.1.3 施工过程有限元模拟
    3.2 单井回灌模型与现场结果对比分析
        3.2.1 周边地表沉降对比分析
        3.2.2 墙体水平位移对比分析
    3.3 基坑渗流场与位移场分析
        3.3.1 未回灌条件下周边地表沉降
        3.3.2 单井回灌对周边地表沉降的影响
        3.3.3 单井回灌对地下水变化的影响
    3.4 单井回灌参数优化设计
        3.4.1 不同滤管长度对回灌影响性分析
        3.4.2 不同井径对回灌影响性分析
        3.4.3 不同回灌压力对回灌影响性分析
        3.4.4 同回灌压力下回灌井距基坑不同距离对回灌影响性分析
    3.5 本章小结
第四章 回灌方案设计与优化研究
    4.1 回灌井结构与布设方案初步优化
        4.1.1 初步优化有限元模型的建立
        4.1.2 初步优化回灌方案回灌效果分析
    4.2 基坑外地下水变化与基坑周边地表沉降影响因素与控制标准
        4.2.1 基坑地下水变化与周边地表沉降影响因素
        4.2.2 基坑外地下水变化与周边地表沉降控制标准
    4.3 回灌井布置与结构优化
        4.3.1 回灌井距坑边距离对回灌影响性分析
        4.3.2 回灌井井深嵌入不同含水层对回灌影响性分析
        4.3.3 回灌井布置排数对回灌影响性分析
    4.4 优化方案与初步方案对比分析
        4.4.1 周边地表沉降影响性分析
        4.4.2 坑外地下水影响性分析
        4.4.3 基坑渗漏影响性分析
    4.5 本章小结
第五章 自动化回灌技术的设计与应用
    5.1 自动化回灌系统设备
        5.1.1 自动化回灌控制设备
        5.1.2 自动化水位监测井与回灌井设计
        5.1.3 自动化回灌工作原理
    5.2 自动化回灌方案设计
        5.2.1 自动化回灌井方案布设
        5.2.2 自动化回灌系统设备安装
    5.3 附件—回灌系统主要功能代码
    5.4 本章小结
结论与建议
    结论
    进一步研究建议
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢

(9)天津地区基坑工程中承压层回灌控沉理论与技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 基坑降水引起土体变形特点研究现状
    1.3 天津市地下水开采历史
    1.4 含水层及弱透水层水文地质参数确定的研究现状
    1.5 人工回灌技术研究现状
        1.5.1 人工回灌技术研究现状
        1.5.2 人工回灌理论研究现状
        1.5.3 回灌过程中的堵塞问题研究现状
        1.5.4 目前回灌理论及技术存在的问题
    1.6 本文主要研究工作
第2章 基于现场试验的人工单井回灌试验研究及数值分析
    2.1 引言
    2.2 现场试验和数值模拟介绍
        2.2.1 试验场地简介
        2.2.2 试验工况
        2.2.3 数值模拟简介
    2.3 回灌及抽水试验结果分析
        2.3.1 不同含水层间水力联系分析
        2.3.2 单井抽水试验结果分析
        2.3.3 单井自然回灌结果分析
        2.3.4 加压回灌试验结果分析
        2.3.5 单井抽灌曲线性状对比分析
    2.4 水文地质参数的Cooper-Jacob方法与数值反演方法的对比分析
    2.5 井损分析
        2.5.1 基于理论方法的井损计算
        2.5.2 基于数值计算方法和公式计算方法的井损对比分析
    2.6 本章小结
第3章 深基坑微承压含水层人工回灌试验研究
    3.1 引言
    3.2 现场试验和数值模拟简介
        3.2.1 试验场地和试验目的
        3.2.2 试验概况
        3.2.3 数值模拟简介
    3.3 单井试验结果分析
        3.3.1 抽水与回灌引起的水位变化
        3.3.2 水文地质参数分析
        3.3.3 抽水及回灌引起的地表隆沉分析
        3.3.4 抽水与回灌过程中引起的孔隙水压力变化分析
    3.4 群井试验结果分析
    3.5 双井组合回灌试验结果分析
    3.6 本章小结
第4章 考虑承压含水层间越流的地下水回灌现场试验研究
    4.1 引言
    4.2 工程概况
        4.2.1 车站水文地质概况
        4.2.2 降水井及观测井设置
        4.2.3 试验工况
    4.3 基坑降水试验结果分析
        4.3.1 北区基坑降水引起的水位变化
        4.3.2 南区基坑降水引起的水位变化
        4.3.3 中区基坑降水引起的水位变化
    4.4 南区基坑回灌试验结果与分析
        4.4.1 回灌井布置
        4.4.2 单井常水头回灌试验分析
        4.4.3 双井常水头回灌试验分析
    4.5 本章小结
第5章 粉土粉砂微承压含水层中有竖向截断边界的回灌曲线性状数值分析
    5.1 引言
    5.2 镜像法原理及直线边界附近的井流
        5.2.1 镜像法原理
        5.2.2 直线边界附近的井流
    5.3 数值模型的建立
    5.4 计算结果
        5.4.1 数值计算结果与泰斯理论曲线对比
        5.4.2 固定截断比时的水位抬升特征曲线
        5.4.3 承压含水层典型位置处的水位抬升特征
    5.5 有直线隔水边界下的泰斯理论公式修正
    5.6 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
参考文献
发表论文及参加科研情况说明
致谢

(10)再生水回灌下含水介质渗透性变化规律试验研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及存在的问题
        1.2.1 人工回灌技术研究概况
        1.2.2 人工回灌导致的含水层渗透性变化
        1.2.3 再生水回灌导致的含水层渗透性变化
        1.2.4 存在的问题
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第二章 试验材料与方法
    2.1 试验装置与材料
        2.1.1 试验装置
        2.1.2 仪器设备
        2.1.3 主要试剂
        2.1.4 样品采集与处理
    2.2 试验方法与步骤
        2.2.1 砂柱填装
        2.2.2 渗透系数的测定
        2.2.3 典型含水介质渗透性变化规律试验
        2.2.4 悬浮物堵塞试验
        2.2.5 微生物堵塞试验
第三章 再生水回灌下典型含水介质渗透性变化规律
    3.1 单一介质的渗透性变化规律
        3.1.1 中砂渗透系数随时间变化规律
        3.1.2 细砂渗透系数随时间变化规律
        3.1.3 粉砂渗透系数随时间变化规律
    3.2 不同体积比掺混的含水介质渗透性变化规律
    3.3 不同排列方式下含水介质渗透性变化规律
    3.4 本章小结
第四章 再生水回灌过程中的悬浮物堵塞试验研究
    4.1 悬浮物堵塞的原理
        4.1.1 表层堵塞
        4.1.2 介质内部堵塞
    4.2 不同粒径含水介质渗透系数随时间变化规律分析
    4.3 不同浓度悬浮物回灌水渗透系数随时间变化规律分析
    4.4 本章小结
第五章 再生水回灌过程中的生物堵塞试验研究
    5.1 含水介质渗透系数时间、空间变化规律
    5.2 回灌中水质随时间变化规律
    5.3 回灌中悬浮细菌数量随时间变化规律
    5.4 本章小结
第六章 再生水回灌过程中的化学堵塞模拟研究
    6.1 水文地球化学模拟及PHREEQC软件简介
    6.2 代表性矿物溶解-沉淀模拟
        6.2.1 模型的建立
        6.2.2 几种矿物的溶解与沉淀模拟
        6.2.3 几种矿物溶解-沉淀规律的模拟
    6.3 微量重金属元素组分形式变化及溶解-沉淀模拟
        6.3.1 重金属元素不同条件下组分形式的模拟
        6.3.2 典型重金属矿物溶解-沉淀规律模拟
    6.4 本章小结
结论与建议
    结论
    建议
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢

四、地下水人工回灌技术简述(论文参考文献)

  • [1]回灌诱发近井壁处外源性颗粒迁移特性试验研究[D]. 刘晓秀. 北方工业大学, 2020(02)
  • [2]高阳县地热回灌试验的沉降研究[D]. 唐朝. 河北大学, 2020(08)
  • [3]人工回灌过程中耦合胶体效应影响下CHCl3的形成及迁移转化机制[D]. 刘丹. 吉林大学, 2020(08)
  • [4]基于模式微生物Pseudomonas aeruginosa的地下水人工回灌多孔介质堵塞机理研究[D]. 崔瑞娟. 吉林大学, 2020(08)
  • [5]雨洪水地下回灌含水介质微生物堵塞效应及防治研究[D]. 徐海龙. 山东科技大学, 2020(06)
  • [6]基坑降水与回灌工程中水文参数识别及土体变形控制研究[D]. 哈达. 天津大学, 2019(01)
  • [7]北京地铁房山线丰益桥南站~风井基坑回灌试验及数值模拟研究[D]. 郭枫. 中国地质大学(北京), 2019(02)
  • [8]软土基坑自动化回灌方案优化设计研究[D]. 李昊阳. 长安大学, 2019(01)
  • [9]天津地区基坑工程中承压层回灌控沉理论与技术研究[D]. 曹剑然. 天津大学, 2018(06)
  • [10]再生水回灌下含水介质渗透性变化规律试验研究[D]. 徐国丹. 长安大学, 2018(01)

标签:;  ;  ;  ;  ;  

地下水人工补给技术简介
下载Doc文档

猜你喜欢