技術(shù)方法學(xué)習(xí)資料:地下水運(yùn)動(dòng)的基本形式
地下水在巖土中的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象,稱(chēng)為滲流。按飽和程度的不同,可分為飽和滲流和非飽和滲流。
飽和水帶中的地下水運(yùn)動(dòng),無(wú)論是潛水還是承壓水,均表現(xiàn)為重力水在巖:層的空隙中運(yùn)動(dòng)。從其流態(tài)的類(lèi)型來(lái)說(shuō)可分為層流運(yùn)動(dòng)和紊流運(yùn)動(dòng)。
可分為以下三種類(lèi)型:
一維流。地下水在滲流場(chǎng)中任意點(diǎn)的速度變化只與空間坐標(biāo)的一個(gè)方向有關(guān)
二維流。地下水在滲流場(chǎng)中任意點(diǎn)的速度變化,與空間坐標(biāo)上的兩個(gè)方向有關(guān),二維流又稱(chēng)平面流。
三維流。地下水流動(dòng)在空間3個(gè)方向上都發(fā)生變化,呈現(xiàn)三維流形式。
二、線(xiàn)性滲透定律
線(xiàn)性滲透定律是描述重力水滲流現(xiàn)象的基本方程。
滲透流量Q與水位差( h1-h2)成正比,表達(dá)式為:Q=KA( h1-h2)/△L
滲透流量Q與斷面積A成正比,與滲透路徑長(zhǎng)成反比。
設(shè)u為通過(guò)孔隙斷面的水質(zhì)點(diǎn)的實(shí)際平均流速,n為巖土空隙度,則
u=v/n
因此,地下水的實(shí)際流速u(mài)大于滲流速度v.
三、滲透系數(shù)
由于水力坡度是無(wú)量綱的,因此K值具有和 V相同的單位,一般用 m/d或cm/s等單位。
滲透系數(shù)是表征含水介質(zhì)透水性能的重要參數(shù),K值的大小一方面取決于艙的性質(zhì),如粒度成分、顆粒排列等,粒徑越大,滲透系數(shù)K值也就越大;
第二節(jié) 污染物在地下水中的遷移與轉(zhuǎn)化
污染物進(jìn)入包氣帶中和含水層中將發(fā)生機(jī)械過(guò)濾、溶解和沉淀、氧化和還原、媳婦和解吸、對(duì)流和彌散等一系列物理、化學(xué)和生物過(guò)程。
一 機(jī)械過(guò)濾
機(jī)械過(guò)濾作用指污染物經(jīng)過(guò)包氣帶和含水層介質(zhì)過(guò)程中,一些顆粒較太.-質(zhì)團(tuán)因不能通過(guò)介質(zhì)空隙,而被阻擋在介質(zhì)中的現(xiàn)象。
二、溶解和沉淀
溶解和沉淀是水一巖相互作用的一種,存在于包氣帶的污染物在大氣降水入滲作用下,包氣帶水在向下滲透時(shí),會(huì)將污染物或由其轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的可溶物質(zhì)溶解出未,下滲進(jìn)入地下水。某些污染物的pH值、氧化還原電位發(fā)生變化,水中的污染物濃度大于飽和度,一些已經(jīng)溶解的污染物會(huì)沉淀析出。
溶解與沉淀實(shí)質(zhì)上是強(qiáng)極性水分子和固體鹽類(lèi)表面離于產(chǎn)生了較強(qiáng)的相互作用。如果這種作用的強(qiáng)度超過(guò)了鹽類(lèi)離子間的內(nèi)聚力,就會(huì)生成水合離子。
三、氧化和還原
氧化與還原反應(yīng)是指污染物中的元素或化合物電于發(fā)生轉(zhuǎn)移,導(dǎo)致化合價(jià)態(tài)改變的過(guò)程。氧化與還原作用受pH值影響,并與地下水所處的氧化還原環(huán)境有關(guān)。
四、吸附和解吸
吸附和解吸是污染物在土壤或包氣帶與水相、氣相介質(zhì)之間發(fā)生的重要的物理化學(xué)過(guò)程,吸附為污染物由液相或氣相進(jìn)入固相的過(guò)程,解吸過(guò)程則相反。吸附和解吸影響著污染物與地下水、空氣之間的遷移或富集,也影響著污染物的化學(xué)反應(yīng)和有機(jī)物的微生物降解過(guò)程。
污染物質(zhì)的吸附和解吸主要與污染物在水中的濃度和污染物質(zhì)被吸附在固體介質(zhì)上的固相濃度有關(guān)。
三種吸附模式的表達(dá)式(了解)
五 對(duì)流彌散(了解)