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
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 地下水人工补给 胶体 多孔介质 堵塞 数值模拟
• 年，卷（期）: 2021,（11）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 5520-5532
• 页数: 12页
• 分类号: P641.25
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20210034

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。