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1.
石油污染多孔介质中含有石油和水分,采用传统的烘干法测定其含水量时,水分和油分会同时产生挥发,无法准确测定含水量。在传统烘干法测定含水量的基础上,根据水分和油分不同的挥发特征,提出了石油污染多孔介质含水量的定义和计算公式,测定了不同石油在多孔介质中的烘干损失系数,建立一种测定石油污染多孔介质含水量的改进烘干法。结果表明:该法测定的石油污染多孔介质的含水量与实际值的误差约为0.10%~0.50%,低于传统方法的测定结果,可用于室内各项石油污染多孔介质的模拟研究。 相似文献
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包气带介质截留不同龄垃圾渗滤液中的有机污染物 总被引：1，自引：0，他引：1
从渗滤液场龄和包气带岩性两方面着手,研究了不同岩性包气带介质对不同场龄渗滤液中有机污染物的截留作用规律。结果表明:新渗滤液经过以细砂、亚粘土为介质的包气带后,细砂和亚粘土中有机物的质量分数分别从0.70%和0.87%增大至0.80%和1.00%以上,而老渗滤液使细砂和亚粘土中有机物的质量分数降至0.70%和0.50%以下。新渗滤液经过包气带后,包气带介质中有机物的含量增大,而老渗滤液使包气带介质中有机物的含量降低,亚粘土较细砂更容易受到渗滤液污染的影响。即渗滤液性质对包气带介质中有机物含量具有方向性的影响作用,而包气带介质亚粘土比细砂更容易放大这种作用效果。 相似文献
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为了解石油污染对土的压实特性的影响,利用室内击实试验,以原油、柴油和水为介质,得到了单一液体介质和油水混合介质时土的击实曲线。结果表明:石油代替水作为壤粘土孔隙流体,其击实曲线无明显峰值,干密度随含油率增加略有增大但远小于无污染土的最大干密度。油水混合作为孔隙流体,随含油率的增加,原油污染土壤的击实曲线由钟型、双峰型转向无明显峰值曲线,出现类似高液限粘土压实特性;柴油污染土的击实曲线由尖锐型转变为无峰值型;最优含水率均减小,最大干密度随含油率变化规律与油品性质有关。提出了"油膜润滑"的新观点,可较好地解释石油污染壤粘土击实曲线的变化规律。 相似文献
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生物曝气技术对石油类污染地下水的修复效果及去除机制 总被引：1，自引：0，他引：1
针对东北某石油污染场地水文地质条件进行模拟,按照试验场地地层现状进行实验室缩放,研究微生物在含水层介质为砾砂、粗砂和中砂中的迁移速度以及含水层介质吸附的微生物量。选取苯和二甲苯作为目标石油污染物,研究生物曝气技术对被污染地下水的修复效果及其去除污染物的机制。实验结果表明:微生物在介质中的迁移速度从大到小为砾砂、粗砂、中砂;介质吸附微生物量的顺序从大到小为中砂、粗砂、砾砂;生物曝气4个月后,苯和二甲苯去除率分别为86.4%和81.7%,BS对中砂层中的苯和二甲苯去除效果好于砾砂层和粗砂层,苯的去除效果好于二甲苯。由挥发机制去除的污染物为46.24%,生物降解去除的污染物为36.98%,BS技术可以有效去除地下水中石油类污染物。 相似文献
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固化改性污染土的渗透性是推进污染土工程再利用需关注的指标之一。借助GDS环境土柔性壁渗透测试仪,优选兼具吸附与固化作用的石灰粉煤灰作为固化材料,以围压、渗透压、污染强度为变量参数,以固化前后石油污染土的渗透系数及土中残余含油量为指标,结合X射线衍射和扫描电镜,厘清渗透性演变及污染物迁移扩散规律,并以此探讨固化石油污染土的工程再利用性。研究结果表明：固化产物对石油分子的吸附作用弱化了石油斥水性,增加了渗透的有效通道,固化石油污染土的渗透系数较未固化石油污染的提高了两个数量级;土体干密度增大会增强对石油的吸附截流作用,围压、渗透压及污染水平的增大会增强土颗粒间相互作用,均引起石油污染土及固化石油污染土渗透性降低。固化作用可有效控制渗透作用下石油污染物的迁移扩散,各部位的残余含油量均非常接近于初始含油量,避免了渗透污染风险。结合石灰粉煤灰固化石油污染土力学特性(抗压强度为1 280.10 kPa,抗剪强度为388.88 kPa)、渗透性(渗透系数为4.28×10-6～7.39×10-6 cm/s)及迁移控制性(波动率为0.30%～4.90%),石灰... 相似文献
6.
包气带是地下水补给和地下水污染的主要通道,因此包气带的性质直接控制了地下水的污染化速度和程度。以洛阳市区洛河河床岩性（以砂砾石为主）以及由亚粘土、亚砂土、中细砂等介质构成的包气带为研究对象,来分析河床和包气带对污染物的自净能力,并对其天然的自净机制进行了简要的分析,结论如下：洛河河床岩性对各种污染物（NO3-除外）的净化能力均达到90％以上;亚粘土、亚砂土、中细砂等包气带介质层对重金属（Cu^2＋、Pb^2＋等）有很强的净化能力,而对Cl、Cr^6＋净化能力则较弱,在短时间内介质中就达到饱和而失去净化能力;在环境条件相近及水文地质条件基本相同的条件下,包气带厚度与地下水的污染程度呈负相关关系;污水经过包气带发生较强的过滤、吸附、离子交换、生物化学降解等作用,能有效地去除污水中的有害物质,防止地下水污染。 相似文献
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为研究轻非水相液体污染土壤的介电性质,在实验室条件下,利用石英砂( 粒径0. 106 ～ 0. 212 mm) 、柴油和水的混合物模拟LNAPL 污染土壤,采用开口同轴探头法利用高频电磁波( 200 MHz ～ 3 GHz) 在污染土壤中的反射获得介电常数,并分析土壤中油水体积含量变化与相对介电常数的变化规律。实验结果表明: 非饱和状态下石英砂的相对介电常数随着体积含水量和含油量的增大而增大,达到饱和状态后体积含油量的增加对相对介电常的影响不明显; 被污染的非饱和状态的砂样在放置过程中,相对介电常数随着放置时间的延长呈现先增大最后趋于稳定的变化趋势。 相似文献
8.
低含水量粘土的加载速率效应与蠕变变形 总被引：2，自引：0，他引：2
通过对低含水量藤森粘土(Fujinomori clay)试样的单向固结试验,研究了低含水量粘土的加载速率效应与蠕变变形。所采用的藤森粘土土样有湿润(含水量小于15%)、风干(含水量小于4.5%)与烘干(含水量小于1%)3种。试验中,应变率逐步改变,同时进行了蠕变及加、卸载试验以及小幅度的循环加载试验。试验结果表明:湿润土样、风干土样与烘干土样都有明显的加载速率效应与蠕变变形;在大范围的卸载-重复加载过程中,蠕变变形会由卸载初期的正变形逐步发展为后期的负变形,在这个发展过程中存在着中性点(即蠕变为零,或者无蠕变的点);藤森粘土的加载速率效应随含水量的降低有所降低,即湿润藤森土样的加载速率效应更明显。 相似文献
9.
河流渗滤系统对入渗的地表水有一定的净化作用,过去人们很少从理论上研究河流渗滤系统对污染河水的净化作用。本文采用室内土柱实验装置来模拟渭河渗滤系统,研究了硝态氮污染的河水在该系统中的环境行为及净化机制,其环境行为主要为反硝化作用。其净化程度与该渗滤系统的渗滤介质有关,如果渗滤介质为粘土,其净化率达到100%。若介质为粗砂粒物质,其净化程度较低。 相似文献
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为探讨天然黏土矿物及有机质对纳米乳化油在多孔介质中迁移滞留的影响，本文选取高岭石和蒙脱石这两种黏土矿物以及有机质的典型代表腐殖酸，开展了单一矿物、有机质及有机矿质复合物对纳米乳化油的吸持批实验研究，并运用比表面积全分析、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)等技术手段探讨了吸持机理。实验结果表明，介质对纳米乳化油的吸持均符合Freundlich模型；单一矿物及腐殖酸对纳米乳化油的吸持能力表现为：蒙脱石>腐殖酸>高岭石，有机矿质复合样品的吸持能力表现为：蒙脱石-腐殖酸>高岭石-腐殖酸，且均大于其对应的单一样品，出现了“1+1>2”的现象，表明介质组成越复杂，对纳米乳化油的吸持滞留程度越大。进一步分析证实，纳米乳化油主要通过氢键和疏水作用吸持在矿物和腐殖酸表面，表面结构性质是高岭石和蒙脱石吸持过程中的主导因素，因此蒙脱石具有更强的吸持能力，而腐殖酸的吸持主要通过颗粒间聚集作用来实现；对于复合样品，吸持主要通过氢键、配体交换和疏水作用结合来实现。腐殖酸与矿物的复合会增加吸持位点并且增强矿物表面疏水性，从而促进吸持。腐殖酸与纳米乳化油的共吸... 相似文献
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D. Arab P. Pourafshary Sh. Ayatollahi A. Habibi 《International Journal of Environmental Science and Technology》2014,11(1):207-216
Facilitation of contaminant transport in porous media due to the effect of indigenous colloidal fine materials has been widely observed in laboratory and field studies. It has been explained by the increase in the apparent solubility of low soluble contaminants as a result of their adsorption on the surface of fine particles. Attachment of colloidal fine particles onto the rock surface could be a promising remedy for this challenge. In this experimental study, the effect of five types of metal oxide nanoparticles, γ-Al2O3, ZnO, CuO, MgO, and SiO2, on suspension transport was investigated. In several core flooding tests, different nanofluids were used to saturate the synthetic porous media. Subsequently, after sufficient soaking time, the suspension was injected into the treated porous media. Analysis of the effluent samples’ concentration by Turbidimeter apparatus demonstrated that the presence of nanoparticles on the rock surface resulted in a significant reduction in fine concentrations in the effluent samples compared with non-treated media; ZnO and γ-Al2O3 demonstrated the best scenarios among the tests performed in this study. In order to characterize the surface properties of the treated porous media, the zeta potential of the surface was measured. Results showed that the treated porous media acts as a strong adsorbent of fine particles, which are the main carrier of contaminants in porous media. These findings were quantitatively confirmed by calculation of the total energy of interaction between the fine particles and rock surface using the Derjaguin–Landau–Verwey–Overbeek theory. 相似文献
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随着石油工业对低渗、特低渗、稠油、超稠油、小断块、薄油层及高含水等复杂油藏开发的不断加强,波动强化采油技术作为一项高效低成本、不伤害储层、不污染环境的储层增产增注新技术,具有广阔的发展与应用前景.基于对国内外相关成果的广泛调研,揭示了弹性波作用下储层渗流动力学机制是提高波动强化采油技术矿场应用效果的关键,阐述了在弹性波作用下波动渗流力学与传统孔隙介质弹性波传播理论和经典油水渗流力学之间的本质差异,分析了定量描述储层多孔介质波动渗流动力学机理与规律的主要难点,总结了储层波动渗流力学研究的最新进展,展望了波动渗流力学理论研究需要进一步解决的重点问题. 相似文献
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深入探究孔隙尺度下的流体流动特性和溶质运移规律对石油开采、农田养分管理、地下水污染修复有着重要意义。以人工构建的多孔介质结构和同步辐射X射线显微CT扫描的土壤团聚体(分辨率3.7μm)为研究对象,在空间节点数多达64 000 000的情况下,基于格子Boltzmann模型和GPU并行技术计算得到多孔介质流体运动和溶质运移过程的关键参数,并据此探究多孔介质空间异质性对水力学特性的影响。通过对3组不同结构的多孔介质比较发现,结构复杂程度最高的土壤样品和不规则堆叠的圆球结构的渗透率在100 mD(即10^-13m^2)量级,远低于规则堆叠的圆球结构(>20 000 mD);土壤的迂曲度为1.40~1.60,明显高于规则堆叠的圆球结构。研究结果表明,渗透率大的样品具有较小的迂曲度,这与结构的空间异质性有较强的关系;土壤的渗透率和迂曲度呈现各向异性;在水力梯度一定的前提下,渗透率较大的样品,纵向弥散系数也较大;同时,结构的异质性也会影响溶质的穿透曲线。本研究提出的模拟方法可在土壤结构中进行高效的水流运动和溶质运移模拟,可用于土壤多孔介质在孔隙尺度下的水力学特性研究。 相似文献
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流固耦合问题及研究进展 总被引：16，自引：0，他引：16
传统的渗流理论一般假设流体流动的多孔介质骨架是完全刚性的,即在孔隙流体压力变化过程中,固体骨架不产生任何弹性或塑性变形,这时可将渗流作为非耦合问题来研究。这种简化虽然可以得到问题的近似解,但存在许多缺陷,而且也不切合生产实际。比如:在油田开采过程中,孔隙流体压力会逐渐降低,将导致储层内有效应力的变化,使储层产生变形。近年来,流固耦合问题越来越受到人们的重视,这方面的研究涉及许多领域。该文介绍了有关工程涉及到的流固耦合问题,重点针对油、气开采问题,介绍了储层流固耦合渗流的特点及研究方法和理论进展,包括单相、多相流体渗流的流固耦合数学模型及有限元数值模型。 相似文献
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深入探究孔隙尺度下的流体流动特性和溶质运移规律对石油开采、农田养分管理、地下水污染修复有着重要意义。以人工构建的多孔介质结构和同步辐射X射线显微CT扫描的土壤团聚体（分辨率3.7 μm）为研究对象，在空间节点数多达64 000 000的情况下，基于格子Boltzmann模型和GPU并行技术计算得到多孔介质流体运动和溶质运移过程的关键参数，并据此探究多孔介质空间异质性对水力学特性的影响。通过对3组不同结构的多孔介质比较发现，结构复杂程度最高的土壤样品和不规则堆叠的圆球结构的渗透率在100 mD（即10-13m2）量级，远低于规则堆叠的圆球结构（>20 000 mD）；土壤的迂曲度为1.40~1.60，明显高于规则堆叠的圆球结构。研究结果表明，渗透率大的样品具有较小的迂曲度，这与结构的空间异质性有较强的关系；土壤的渗透率和迂曲度呈现各向异性；在水力梯度一定的前提下，渗透率较大的样品，纵向弥散系数也较大；同时，结构的异质性也会影响溶质的穿透曲线。本研究提出的模拟方法可在土壤结构中进行高效的水流运动和溶质运移模拟，可用于土壤多孔介质在孔隙尺度下的水力学特性研究。 相似文献
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Xilai Zheng Junjie Zhang Tianyuan Zheng Chun Liang Hongyu Wang 《Environmental Earth Sciences》2014,71(3):1349-1356
Water content is an important physical parameter for soil, vadose zone, and porous aquifer. Accurate measurement of water content in oil-contaminated porous media is critical for the research on oil pollution process and remediation in soil and groundwater systems. In this study, an improved water content calculation formula for oil-contaminated porous media was proposed based on the theory of oven-drying method, and laboratory experiments were conducted to test the applicability and accuracy of the formula for several types of manually prepared oil-contaminated porous media with different water contents. Furthermore, the measuring method and calculation formula, which can be used to determine the water content of porous media sampled from the oil-contaminated sites, were proposed for the first time in this study based on the improved formula. The experimental results showed that the improved formula was very accurate when used to calculate the water contents of diesel-contaminated sand, gasoline-contaminated mild clay, and engine oil-contaminated sand, indicating that it was widely applicable to oils with different volatile ability as well as porous media with different texture. This study meets the urgent need for accurate determination of water content in oil-contaminated porous media, and it solves the technical problem that the existing water content measuring methods cannot be applied directly in the field study. 相似文献
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非常规油气资源的孔隙结构及其连通性非常复杂,其孔隙尺度从毫米到纳米跨越多个量级.多孔介质中气体的输运过程不仅依赖于介质的多尺度微观结构特征,还依赖于气体的相关属性.气体在多尺度多孔介质中的输运过程包括无滑流、滑脱流和过渡流,涉及分子扩散和努森扩散等多种机制,因此很难用唯一的连续介质理论来描述气体的输运特征.大量的数据表明真实多孔介质中的内部孔隙具有分形标度特征,因此采用分形几何表征多尺度多孔介质的孔隙结构,引入孔隙分形维数和迂曲度分形维数定量表征多孔介质的微结构和弯曲流道,建立多尺度多孔介质气体输运过程的细观模型;推导了多尺度多孔介质中气体的有效渗透率和有效扩散系数,并讨论了多尺度多孔介质微结构参数和气体属性对于气体等效输运特性的定量影响.该研究不仅可以丰富渗流理论,且有利于深入理解非常规油气藏的产出机制. 相似文献
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Smoothed particle hydrodynamics (SPH) is a versatile technique which can be applied to single and multiphase flow through porous media. The versatility of SPH is offset by its computational expense which limits the practicability of SPH for large problems involving low Reynolds number flow. A parallel pore-scale numerical model based on SPH is described for modeling flow phenomena in porous media. Aspects of SPH which complicate parallelization are emphasized. The speed of the method is demonstrated to be proportional to the number of processors for test cases where load balance was achieved. The parallel algorithm permits the application of SPH to more complicated porous media problems than previously considered. For such problems, best performance is achieved when several soil grains are simulated by each processor. Finally, future applications of the method and possible extensions are discussed. 相似文献
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:断裂多孔介质中的流体流动和组分输运过程对于理解金属成矿过程、油气运移、污染物质的输运和分布十分重要 ,近 2 0年来得到了广泛的研究。文中综述了这一领域的进展 ,涉及断裂多孔介质中的流体流动和组分输运的连续介质模型、多孔介质和断裂多孔介质的渗透率关系 ,特别是重点介绍了渗滤理论及其在断裂多孔介质中的流体流动和组分输运中的应用 相似文献