地下水人工补给过程中流速对多孔介质胶体堵塞的影响机理

作     者：冶雪艳 李铮 罗冉 宋亚霖 崔瑞娟 YE Xueyan;LI Zheng;LUO Ran;SONG Yalin;CUI Ruijuan

作者机构：吉林大学新能源与环境学院吉林长春130021 吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室吉林长春130021 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2021年第72卷第11期

页      面：5520-5532页

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0815[工学-水利工程] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(41672231 41472213) 

主　　题：地下水人工补给 胶体 多孔介质 堵塞 数值模拟 

摘      要：通过一系列室内砂柱模拟实验,研究了流速对胶体在饱和多孔介质中滞留-迁移行为的影响;运用COMSOL软件模拟,拟合实验数据后得到表征胶体沉积的关键参数。结果表明:流速增大缩短了胶体在多孔介质中的滞留时间,并增强水动力拖拽力,导致介质对胶体的吸附量减少,有利于胶体的迁移;回灌时间的延续造成的多孔介质渗透系数降低,可通过瞬间增大流速使渗透系数在较短时间内恢复,然而随后形成新的吸附渗透性仍会降低。水源离子强度、介质粗糙度等因素会影响胶体迁移的流速效应。在相同条件下,吸附系数随着离子强度的增大而增加,随着流速的增大而增加。综合来看,离子强度的增加可抵消一部分水动力拖拽力的影响,提高胶体在多孔介质中滞留的概率;介质表面粗糙度的增加,可削弱水动力拖拽力作用,同时增加胶体与介质的吸附、沉积点位和接触面积,导致胶体易于在多孔介质中发生滞留并可能进一步导致介质堵塞。