一、模拟氢氧潜水实验过程中的安全措施研究(论文文献综述)
狄帅,顾靖华,柳初萌,罗瑞豪,张瑾[1](2021)在《氦氧通讯的应用发展研究》文中研究说明氦氧通讯器能将失真的氦语音转化为正常语音,使潜水员能及时接受指示和反馈潜水状况,对于潜水员的水下个人防护具有重要的意义。本文通过对国内外氦氧通讯的理论发展和产品进行对比,分析了国内在氦氧通讯领域全面落后的现状,并对氦氧通讯发展趋势进行了展望。
延子轩[2](2021)在《长河流域水化学特征及浅层地下水SO42-运移规律研究》文中指出我国北方干旱半干干旱区域是水资源最为短缺的地区之一,是我国经济发展受到水资源制约较为严重的地区。近年来,由于气候干旱、降雨减少、地下水开采量加大及煤炭开采等人类活动加剧的影响,流域水资源的补、径、排条件、水质情况及水化学特征发生了显着的变化,进而引发了一系列的环境问题。因此,深入分析干旱半干旱区的水质演化特征和水文地球化学过程具有一定的意义。本研究选取长河流域作为研究区域,结合研究区水文地质条件及煤炭开采所带来的影响,以水化学特征为主:线,以SO42-迁移扩散规律为典型,综合采用多元统计法、水化学分析法和数值模拟法,探究研究区地表水与地下水水文地球化学过程,阐述长河流域水化学特征及主要污染因子:通过明晰浅层地下水SO42-运移规律,揭示研究区浅层地下水SO42-定量转化关系,为研究区地表水治理和地下水开采与保护提供科学的依据。主要研究内容及结果如下:(1)通过在研究区布点采样对水质进行检测分析,结果表明研究区煤矿开采量大的时期,地表水SO42-、氨氮(NH3-N)和重金属物质等浓度会随之增加,同时丰水期水量较大与煤炭开采活动的共同影响下,浅层地下水中溶解性固体(TDS)和SO42-浓度呈现上升趋势;采用单因子指数法和PCA-RSR法分别对地表水和浅层地下水进行水质评价,地表水水质评价结果为劣V类,各项指标均存在一定程度的超标,采煤厂密集处河段重金属含量严重超标:浅层地下水水质评价结果以Ⅲ,Ⅳ类水为主,中上游矿集区和下游化工厂分布区水质结果为Ⅳ类水,主要污染物为TDS和硫酸盐。(2)以丰、平和枯水期三个时期从时间角度分析地表水与地下水水文地球化学特征:地表水中,pH与TDS表现出沿程差异性,从相关性分析可知,TDS与Na+、K+、SO42-、HCO3-和Cl-均有显着的正相关性,相关性最高的为HCO3-与TDS,相关系数大小达0.96,说明HCO3-是地表水TDS的主要来源。HCO3-与Na+、K+离子相关,表明HCO3-离子来源于碳酸盐。而SO42-与Ca2+不相关,石膏不是SO42-的主要来源,SO42-来源于外界。由水化学法分析结果可知,地表水水化学类型为HCO3-Mg,主要受岩石风化作用的控制:地下水中,浅层与中层地下水为偏酸性水,深层地下水表现为中性水,并且TDS含量低于地表水,主要与SO42-具有高度相关性,受到煤矿开采影响更深,各水期水化学类型主要为HCO3·CO3-Mg·Ca,水化学成分出现垂向差异性,随着含水层深度的增加,阳离子浓度增加而阴离子浓度降低,受到水岩作用影响更大,且以含钠硅酸盐岩矿物的溶解作用为主。(3)通过对地表水与地下水所有水样的聚类分析和主成分分析,将所有采集到的水样划分为3大类,结果表明:长河流域上游源头地表水补给地下水,水化学类型为HCO3·CO3-Ca型,水体以碳酸盐岩的风化溶解作用影响为主;上游段其他区域水化学类型为HCO3·CO3-Ca·Na型,该段区域地下水补给地表水;长河流域中游段地下水补给地表水,水化学类型为HCO3·CO3-Ca,主要以碳酸盐岩和硅酸盐岩的风化溶解作用影响为主;长河流域下游段地表水补给地下水,水体中各离子组分浓度均较低。结果可知地表水与地下水存在着一致性和差异性。(4)通过建立地下水流和SO42迁移扩散模型,对研究区浅层地下水进行水位与SO42-浓度的变化预测研究,结果可知:未来10年内,浅层地下水水位将会下降10m左右,5年后会下降超过水位限值,SO42-浓度会随着浅层地下水流向自北向南扩散15 km,污染面积将会是原来的3.2倍;依据浅层地下水水化学成分限值来设定SO42-3种不同的工况,结果表明,SO42-浓度在高于15 mg/L时,未来10年含量会不断累积;当SO42-浓度在15 mg/L时,未来10年含量基本保持不变;当SO42-浓度小于15 mg/L时,未来10年会出现下降趋势,因此适当减小煤炭开采量会在一定程度上抑制累积效应;结合相关性分析可知,浅层地下水SO42-与地表水SO42-、TDS和降雨表现为立方函数关系,通过收集资料可以估算出浅层地下水中SO42-含量。
王国帅[3](2021)在《河套灌区不同地类间水盐运移规律及盐分重分布研究》文中研究表明内蒙古河套灌区是我国三个特大型灌区之一,随着节水改造工程的实施,灌区引水量大幅度减少,引水量减少20%以上,排水量显着减少50%左右。灌区土壤和地下水系统发生了巨大变化,灌溉带来的盐分无法排出灌区,仅能在灌区内部进行再分配。河套灌区内土地类型较多,且分布复杂,主要为耕地、非耕地(荒地)、沙丘与海子。灌区内的盐分除在土壤深层与地下水中储存外,主要在这些地类间转化,也是今后灌区土壤盐分控制的主要场所。本文选取灌区典型地类(耕地-荒地-海子系统、沙丘-荒地-海子系统)为研究对象,对灌区不同地类水文过程和盐分重分配机制进行了系统的分析与研究。成果可为相近灌区盐分控制与可持续发展提供理论支撑。(1)通过氢氧同位素二端元混合模型和水盐平衡模型以及地质统计学、溶质动力学理论揭示了耕地-荒地-海子系统中水分和盐分的运移关系和系统盐分表观平衡。研究发现,在灌溉期,耕地地下水主要受灌溉水补给,占94%,其中渠系灌溉水通过地下侧向径流给耕地地下水贡献76%,农田灌溉水贡献18%,降雨贡献6%。荒地地下水主要受耕地地下水补给,占2/3以上,为71%,降雨占29%。而海子主要受降雨与荒地地下水补给,各占57%和43%。渠系灌溉水通过侧向径流贡献给耕地地下水的水量基本全部迁移给荒地地下水。海子亏水631.2mm~706.3mm。耕地地下水盐分平均增加861kg/hm2,耕地地下水迁移给荒地的平均盐量为3232kg/hm2,荒地地下水迁移给海子的平均盐量为3140kg/hm2。耕地1m土体盐分通过灌溉期淋洗,积盐率仍为56%,秋浇后,脱盐率为44%,土壤深层(100cm)有轻微积盐现象,积盐为871kg/hm2;荒地1m土体积盐率为58%,秋浇后,脱盐率为62%,荒地盐分在全年呈现轻微脱盐趋势,脱盐3870 kg/hm2。(2)基于Hydrus_1D模型模拟了耕地、荒地和海子边界不同土层水分和盐分的运移特征。根据2018和2019年田间实测数据分别对模型进行率定和验证,对耕地、荒地和海子边界不同土层水分盐分进行了分析。结果表明,灌后第5天,耕地0-20cm和20-60cm土层含水量分别增加了27%~41%和14%~20%,60-100cm荒地土壤含水量增加了12%~15%,而海子边界土壤含水量变化较小。灌后第87天,耕地0-60cm土层含水量下降幅度分别比荒地和海子边界高11%~14%和24%~44%。在生育期内,耕地深层渗漏量为应用水量的34%~40%。耕地、荒地和海子边界的毛细上升量分别为其蒸散量的28%、36%~46%和67%~77%。耕地、荒地和海子边界土壤表层积盐分别为13%、37%和48%,深层土壤积盐分别为34%、15%和13%。为控制盐渍化,应降低荒地和海子边界表层的土壤盐分含量和耕地深层土壤盐分含量。耕地、荒地、海子边界1m土层盐分平均增加19%、27%和37%。海子边界毛管上升的盐分是荒地的3倍。(3)通过对沙丘-荒地-海子系统构建水盐均衡模型揭示了沙丘-荒地-海子系统中水分和盐分的运移关系。研究发现,在生长期,沙丘地下水向海子方向运移,在秋浇期和封冻初期,海子地下水向沙丘方向运移,地下水盐分动态变化受地下水迁移路径的影响。沙丘、沙丘-荒地交界和荒地地下水垂向补给土壤盐量分别为648kg/hm2、575kg/hm2和357kg/hm2。沙丘地下水迁移给荒地-沙丘交界地下水的盐量为481kg/hm2,荒地-沙丘交界地下水迁移给荒地地下水盐量为222 kg/hm2,荒地地下水迁移给海子的盐量为104 kg/hm2。(4)基于Hydrus_1D模型模拟沙丘、荒地和沙丘-荒地交界不同土层水分和盐分运移特征。根据2017和2018年田间实测数据分别对模型进行率定和验证,对沙丘、荒地和沙丘-荒地交界不同土层水分盐分进行了分析。研究发现,沙丘-荒地交界和荒地可以维持土壤水分平衡,而沙丘在秋浇后期,仍亏水67~102mm。荒地腾发量是沙丘的2倍,沙丘-荒地交界的介于二者之间,荒地地下水补给量为沙丘的3~5倍。沙丘、沙丘-荒地交界和荒地1m土体在生育期积盐率分别为34%~51%、14%~17%和25%,秋浇后,沙丘、沙丘-荒地交界积盐率分别为47%~59%和3~6%;荒地脱盐率为0.7~5%,沙丘、沙丘-荒地交界全年处于积盐状态,荒地在秋浇后处于轻微脱盐状态。
张韧[4](2021)在《滏阳河流域邯郸段浅层地下水化学特征及可更新能力评价》文中研究指明了解地下水水循环模式和可更新能力,对于区域地下水资源的合理分配和利用至关重要。论文对位于邯郸地区的滏阳河流域浅层地下水进行了水化学分析和可更新能力评价,本文设计以三线图、schoeller法以及Gibbs图和离子比例图、稳定同位素等方法联合分析滏阳河流域浅层地下水循环模式和水化学特征;以放射性同位素氚和碳14分别评价浅层地下水第Ⅰ含水岩组与第Ⅱ含水岩组的可更新能力,使用地下水年龄和更新速率两个指标共同评价。首先,结合常规离子水化学试验数据,分析地表水和浅层地下水的演化过程。试验结果分析表明,浅层地下水离子主要来源为岩盐与碳酸盐岩溶解,径流排泄过程中则主要受到蒸发作用与人类活动影响,是浅层地下水可更新能力的评价的前提和必要验证条件。其次,本论文通过稳定同位素试验,结合以往资料验证流域浅层地下水补给来源与补给途径,兼与常规离子分析结果相互印证,对流域浅层地下水补径排特征及循环模式取得更加深入的认识。最后,分别利用放射性同位素氚和碳14,对浅层地下水第Ⅰ含水岩组与第Ⅱ含水岩组可更新能力进行定量评价,并使用数值模拟方法来保证评价结果的有效性和准确性。评价结果表明,总体沿径流方向更新能力降低,局部地区受开采活动等影响,更新能力变化明显。根据本次评价结果,对流域浅层地下水的资源利用和环境保护提出建议。
陈耀轩[5](2021)在《河水入渗过程中氮的生物地球化学作用与模拟研究 ——以第二松花江卡拉店傍河水源地为例》文中研究指明傍河地下水开采是一种重要的水资源开发利用方式,在激发河水补给以增大地下水补给资源量的同时,通过岸滤作用可有效去除源于河水中有毒有害物质,提升地下水水质。但由于河水和地下水存在明显的物理和化学梯度,河水入渗过程中往往伴随着复杂的生物地球化学过程。随着河水中富营养化及氮污染日趋严重,傍河水源地地下水也面临着潜在的氮污染风险。目前对于开采驱动下河水入渗补给地下水过程中的水动力、氧化还原和物质通量等条件如何控制和影响氮生物地球化学作用的机制尚不完全清楚。基于此,论文依托国家自然科学基金项目,以东北第二松花江卡拉店傍河水源地为典型研究区,应用原位监测、环境同位素示踪、分子生物学、室内实验模拟和数值模拟等手段,在调查分析江水入渗过程中水动力条件和氧化还原分带规律的基础上,识别控制江水入渗过程中氮的生物地球化学作用及其微生物响应规律。该项研究对于科学解释傍河水源地地下水中NH4+富集成因、优化设计水源地的开采方案与应对突发河水氮污染事件下水源地水质的应急保护具有重要的科学意义和实际意义。通过本次研究,得到以下主要结论和认识:1、基于长序列的水位、氢氧稳定同位素和水化学的动态观测资料发现,受河床沉积物和含水介质渗透性的各向异性所制约,江水入渗补给地下水过程中存在浅层入渗水流路径和深层入渗水流路径两条典型地下水流路径。根据水动力条件,江水入渗水流路径可划分为江水强烈影响带、江水中等影响带与地下水开采影响带。距离江岸200m范围内,沿着江水入渗水流路径形成了明显的氧化还原分带序列,依次为有氧呼吸/反硝化作用带、Mn(IV)还原带、Fe(III)还原带与SO42-还原带。受控于水动力条件的季节性变化特征,上述氧化还原分带也具有明显的动态变化规律。2、通过水化学和氮、碳同位素特征分析发现,除受到江水和区域地下水补给的混合作用影响外,控制江水入渗过程中氮迁移和转化的主要生物地球化学作用为吸附作用、反硝化作用、硝酸盐异化还原为铵(DNRA)作用与有机氮的矿化作用。首次发现了丰水期江水入渗的近岸1.5~6m范围为DNRA作用的活跃带,DNRA作用是引起近岸江水强烈影响带内地下水中NH4+富集的重要原因。NO3-反硝化作用主要位于近岸10~20m范围内,是近岸江水强烈影响带内地下水中NO3-衰减的最主要原因。分子生物学研究表明,硝化、反硝化、DNRA与有机氮的矿化的氮功能菌的群落结构和多样性对上述氮的生物地球化学反应具有明显的响应,各氮反应功能菌与江水及地下水水化学呈现出较强的协同演化性。3、室内实验结果表明,含水介质对NH4+的吸附表现为Langmuir吸附模型,NO3-反硝化作用符合一级反应动力学过程,DNRA作用和有机氮的矿化作用符合零级反应动力学过程。NO3-反硝化作用的环境适应性强于DNRA作用,在温度和碳负荷高的环境下DNRA作用对NO3-的竞争性更强。江水入渗过程中,微生物活性、水力梯度、有机碳和营养盐含量显着改变各异养型还原作用的作用速率,这些因素一方面可通过改变氧化还原分带性的时空分布,影响了抑制项对NO3-还原的抑制性,另一方面可通过改变碳负荷改变反硝化作用与DNRA作用程度。4、典型入渗水流路径上氮的反应性迁移数值模拟结果表明,江水入渗过程中丰水期和枯水期内DNRA作用对地下水中NO3-还原作用的贡献率分别可达25%~30%和5%~10%,对近岸江水强烈影响带地下水中NH4+富集的贡献率分别可达40%和15%以上。含水介质中有机氮的矿化作用丰水期和枯水期内对NH4+富集的贡献率可达75%和85%。
何锦[6](2021)在《水平井开采条件下浅层地下咸水水盐运移规律与开发利用研究 ——以河北沧州地区为例》文中认为水土资源紧缺已经成为制约华北滨海地区经济发展的重要瓶颈之一,同时该地区拥有的大面积浅层地下咸水和盐渍化土地却处于闲置状态。如何经济有效地改良盐碱地以及开发利用浅层咸水资源,已经成为解决当地土水资源危机和改善生态环境的重要课题。传统意义上的排水降盐方法有着工程量大,效率低下等诸多不足。随着非开挖定向钻进技术的日趋成熟,由其衍生而来的水平井技术为滨海地区排水降盐提供了一种新手段和方法。但如何确定水平井排水降盐的工程参数,评价其技术上和经济上的可行性,是推广使用该方法,提高咸水开发利用效率的关键。基于此,本文以华北滨海平原为研究区,以土壤盐分及浅层咸水为研究对象,在查明研究区土壤盐渍化特征和浅层地下水咸化成因基础上,利用野外水平井开采试验和室内数值模拟相结合的方法,研究水平井开采条件下浅部咸水含水层水盐运移规律,分析不同人工调控措施下浅层地下咸水淡化效率,评估利用水平井技术进行盐渍化改良和咸水开发的可行性,并提出适合于该地区的浅层咸水开发利用区划。通过本次研究,具体取得了如下几个方面成果:1.研究区土壤盐渍化在空间上呈现明显分带特征。平面上距离海岸线越远盐渍化程度越轻,垂向上土壤盐分含量随深度增加而明显增大。从全区范围来看,土壤盐分与水位埋深和地下水中TDS关系密切。同时,研究区浅层地下水水化学特征与土壤盐渍化程度演变规律较一致。轻度盐渍化地区地下水化学类型以硫酸-氯化物型为主,水质类型为微咸水;地下水盐分来源于当地海相沉积地层中矿物溶解;中-重度盐渍化地区浅层地下水水化学类型以氯化物型为主,水质类型为咸水,地下水中盐分主要受海水入侵影响。2.通过野外水平井抽水试验发现:单井抽水时其补给过程可分为三个阶段。初始阶段:水平井所排水量为井管内储水;过渡阶段:所排水量主要为上部潜水补给水量;稳定阶段:所排水量的70%为承压水补给,30%为潜水补给。此外,水平井抽水会形成“盆状”降落漏斗,最大降深位置位于滤水管中部且与抽水点位置有关,在长时间抽水下,试验区地下水流场有明显改变,潜水及承压水含水层水位明显下降,盐分也有一定程度的降低。3.非饱和带水分数值模拟结果表明:试验区地下水埋深对潜水补给量影响较大,两者呈现非线性关系。不同水文年型下潜水补给量由负转正的最小水位埋深在2-3m之间;结合实地调查结果,将水位埋深2.5m确定为当地水平井排水降盐的合理调控深度。除连续丰水年或抽水量极小情况外,连续排水和间隔排水均能有效降低试验区地下水位。当单位排水量在1.0m3/d·m时,单眼水平井控制距离为300-800m,三眼水平井控制距离为800-1800m。同时水平井控制距离与抽水强度、水平段埋深以及滤水管长度均有相关关系。除极端干旱气象条件外,其他情景下水平井排水均能降低地下水中溶质浓度,其中潜水盐分相对淡化效率为4.25%~18.17%,淡化程度取决于淋滤水的入渗量和入渗水溶质浓度;下部承压水盐分相对淡化效率为3.93%~8.13%,盐分去除效率与水平井排水量有关。4.通过对水平井开采地下咸水的水文地质条件、工程技术条件分析,水平井适宜在水位埋深在3-10m,含水层埋深在5-30m,岩性为粉土或含泥粉细砂等低渗透地层条件的区域内使用;与传统管井排水降盐相比,可节约经济成本约19.2%。同时,基于对研究区开采技术条件和咸水利用方式、适宜井型等条件的分析研判,对区内浅层咸水开发利用方式进行了区划,共划分了三类:(1)农业灌溉分散开采区;(2)农业灌溉、小型咸水淡化开采利用区;(3)工业用水、城市绿化和养殖等集中开采区。此项研究的成果对于丰富水平井渗流理论、完善排水降盐技术方法以及合理开发利用浅层咸水资源都具有重要的实际意义。
杜鑫钰[7](2021)在《冻融作用下浅埋潜水蒸发规律的室内试验研究》文中研究说明中国北方季节性冻土地区水资源短缺,冬春寒冷干燥,蒸发强烈。在季节性冻融作用下,浅埋潜水与土壤水转化强烈,潜水蒸发过程较为复杂,易造成土壤盐渍化等不良地质环境问题。探索研究冻融作用和土壤物理特性对浅埋潜水蒸发的影响对于科学合理评价地下水资源和防治土壤盐渍化具有一定的理论意义。本文通过室内冻融试验装置,进行了潜水位埋深为1.0 m的室内人为控制冻结气温的三种浅埋潜水蒸发冻融试验,分析了土壤粒径、土壤颗粒级配和不同层位的夹砂层对土壤温度和潜水蒸发的影响,探讨了累积潜水蒸发量与冻结时间和土壤颗粒级配的回归关系。主要研究结论如下:(1)土壤粒径对冻融土壤温度和潜水蒸发影响显着。-25℃恒温冻结作用下,土壤温度下降较快,潜水蒸发较快趋于稳定。土壤粒径越大,土壤温度变化越快,但潜水蒸发量较小。冻结稳定时(冻结第23 d),粒径为2.0-2.5 mm土柱0-30 cm的土壤温度较粒径为0.1-0.5 mm土柱低1.61~2.75℃,累积潜水蒸发量较0.1-0.5 mm土柱低30.66 mm。消融过程中,粒径越大,土壤温度升温越快,粒径为2.0-2.5 mm土柱0-30 cm的土壤温度日均升幅为2.17~3.30℃,比粒径为0.1-0.5 mm土柱高0.19~0.32℃。(2)土壤颗粒级配对冻融土壤温度和潜水蒸发影响显着。级配最良好的土柱(不均匀系数Cu=19.08,曲率系数Cc=2.80)0-30 cm的土壤温度在慢速恒温冻结稳定时(冻结第62 d)降幅最大,为15.90~25.53℃;在消融过程中,土壤温度升温较快,日均升幅为1.65~2.61℃。级配最差的土柱(不均匀系数Cu=3.47,曲率系数Cc=1.35)0-30cm的土壤温度在慢速恒温冻结稳定时降幅仅为14.21~23.79℃;在消融过程中,土壤温度升温较慢,日均升幅为1.46~2.37℃。在慢速恒温冻结稳定时(冻结第62 d),级配最良好的土柱累积潜水蒸发量为54.17mm,较级配最差的土柱高34.14 mm。冻结0-26 d潜水蒸发量和冻结时间符合线性回归关系,冻结27-62 d两者符合幂函数回归关系。回归系数随颗粒级配良好程度的增加而增大,表明土壤颗粒级配愈良好,潜水蒸发速率越快。(3)-25℃恒温冻结作用下,夹砂层距地表越近对土壤温度和潜水蒸发的抑制作用越明显。冻结稳定时(冻结第23 d),夹砂层距地表10 cm、20 cm、30 cm和40 cm的土柱0-50 cm的土壤温度较均质土柱分别高0.90~2.19℃、0.80~1.88℃、0.60~1.20℃和0.31~0.58℃,累积潜水蒸发量较均质土柱分别减少53.7%、39.8%、30.8%和15.9%;消融过程中,土壤温度日均增幅较均质土柱分别低0.10~0.24、0.09~0.20、0.06~0.11和0.04~0.06℃。
夏辉[8](2021)在《基于pH响应的地下水污染CaO2纳米靶向修复研究》文中研究说明地下水是自然界水圈的重要组成部分,是人类赖以生存和社会经济发展珍贵的淡水资源战略物资;但是,随着工农业的快速发展,人为不合理的开发利用等因素导致地下水遭受污染。地下水埋藏于地下复杂的地质环境介质中,具有流动性、脆弱性、隐蔽性、动态变化性等特点,致使地下水污染修复专业技术要求高、工程难度大、成本高。近年来,纳米技术的兴起为地下水原位修复提供了新的技术支撑,纳米级的修复药剂可以在地下水-土介质中进行有效的迁移,从而为地下水污染高效低耗的原位修复提供了可能。在众多的修复药剂中,过氧化钙(Ca O?)是一种具有p H响应的特殊材料。在酸性条件下,Ca O?几乎可以全部转化为过氧化氢(H?O?),在碱性条件下可以水解生成氧气(O?)和氢氧化钙(Ca(OH)?)。三种水解产物可分别应用于化学法、生物法和物理法修复污染。当Ca O?的粒径缩小至纳米级时,由于纳米效应带来的地下强迁移能力和强化学活性,使得nano-Ca O?可以迅速高效修复地下水污染。更重要的是,nano-Ca O?反应产物为钙盐、属于自然地下环境的主要成分,没有二次污染。因此,nano-Ca O?在环境修复领域中有着良好的应用前景。本文选取污染场地中常见的有机污染物硝基苯酚(PNP)和新兴污染物三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP),以及镉、六价铬重金属等高关注度污染物作为研究目标,开展了基于纳米Ca O?地下水污染靶向修复工作。研究总体技术路线为:场地污染背景刻画→污染物测试方法开发→纳米Ca O?技术应用→理论预测与实验验证。其中“测试方法开发”解决了后续实验中纳米颗粒对PNP测定干扰的问题;“技术应用”中,首先利用普通Ca O?/Fe(II)类芬顿技术修复PNP污染,然后研制纳米级Ca O?、并用于地下水中PNP和Cd2+复合污染的修复;最后为解决纳米颗粒团聚问题,我们将聚合物壳聚糖和尤特奇EPO对Ca O?进行了包裹,制备了两种具有p H相应性的“核壳”纳米复合材料,分别为CS/Ca O?和EPO/Ca O?,并应用于地下水污染修复。在地下水污染去除实验中,我们以“避光”条件模拟地下的低光环境,以“震荡频率”模拟地下水的流动状态,并通过调整“p H”和添加“阴阳离子”的形式模拟地下水的水文地球化学条件,考察了地下水条件下的修复效果。为理解修复的内在机理,我们还利用量子化学的密度泛函理论(DFT),探讨了nano-Ca O?降解新兴污染物TCEP的可能机理,并通过实验验证了机理的合理性。本研究的主要成果如下:(1)采用“10%甲醇猝灭—5%盐酸酸化—60℃中温加热—10 g/L抗坏血酸掩蔽”的预处理技术,解决了纳米氢氧化铁干扰的问题,实现了在317 nm下准确比色测定PNP浓度的目的,为后续实验提供了技术保障。(2)Ca O?和Fe(II)可以催化降解96%初始浓度为40 mg/L的污染物PNP。OH·是促使PNP降解的主因。除了HCO3-以外,地下水中Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Mn2+、SO42-、Cl-、NO3-等常规水化学条件不影响PNP的降解效果。初始p H和试剂用量是关键参数,而震荡频率、温度和光照条件是次要参数,这说明Ca O?适用于地下水PNP污染修复。(3)合成纳米Ca O?的粒径小于50 nm,Ca O?的含量占比71%。纳米Ca O?与Fe(II)联合可以去除93%的PNP(初始浓度为40 mg/L)和99%的Cd2+(初始浓度为10 mg/L)。PNP去除机理是OH·的氧化,Cd2+去除机理是铁氧体共沉淀。低p H值、高Fe2?的投放量、高震荡频率、高温有利于PNP的降解,而高p H值、低Fe2?投放量,高Nano-Ca O?投放量、高震荡频率、高温有利于Cd2+的沉淀去除;光照都两者都没有影响。地下水常规离子对复合污染的修复无影响,但是HCO3-和Mn2?对PNP的降解有负面影响,Fe3?,Ca2?,Mg2?等离子可与Cd2+产生沉淀竞争反应,对Cd2+的去除不利。(4)制备了两种包裹型“核壳”结构的复合材料,CS/Ca O?纳米材料的粒径介于100~200 nm之间、而EPO/Ca O?的粒径介于200~300 nm之间。包裹材料既提高了材料的p H响应能力,也解决了纳米颗粒团聚的问题。两种材料对于重金属Cr6+、Cd2+、Ni2+、Cu2+、Pb2+、Zn2+、As5+、Hg2+污染有着良好的修复效果,对10 mg/L初始浓度的污染水体去除率均达到95%以上。修复Cr6+污染地下水的机理为:在酸性体系中,外壳聚合物与质子发生解离反应,释放出内核材料Ca O?→酸解产生H?O?→将Cr6+还原为Cr3+。p H和震荡频率对修复效果影响较大,温度和光照条件无影响,高p H、大振荡频率有利于六价铬的去除,反之则不利;地下水中HCO3-、Fe3?,Mn2?对修复Cr6+会产生不利影响。重金属的修复机理则是沉淀去除。当体系额外加入Fe(II)时,铁氧体共沉淀效应会导致重金属去除的更快,去除率也更高;而且Fe试剂会催化产生高能的OH·,可用于有机物污染的同步去除,研究发现40 mg/L的PNP的去除率接近100%。(5)最后,利用DFT方法探究了nano-Ca O?降解TCEP的产物及其产生路径,合理解释了OH·氧化降解TCEP的过程,对相关产物的形成机制提供了证据;并且通过捕获TCEP的降解产物实验,印证了DFT理论推断的正确性,实现了理论与实践的结合。
向伟[9](2021)在《基于稳定同位素的黄土高原区域尺度土壤蒸发和地下水补给研究》文中研究表明黄土高原属于典型的干旱和半干旱气候,水资源相对匮乏,加之退耕还林还草工程等生态建设工程进一步加剧区域水资源危机,亟需深入认识黄土高原的水循环过程以实现水资源的可持续利用与管理。黄土高原水循环过程具有独特的空间分布格局,对水循环过程的研究多关注降水、径流、土壤水分等环节或变量;然而,对土壤蒸发、地下水补给和植物蒸腾等环节的研究相对不足,特别是缺乏区域尺度宏观规律的认识。因此,本文以黄土高原水循环过程为切入点,采用区域和点位尺度相结合的研究思路,对降水、深剖面土壤水和浅层地下水进行系统、高空间分辨率的取样,借助氢氧稳定同位素示踪技术的优势,重点探究了土壤蒸发和地下水补给两个水文过程。在区域尺度上,分析了黄土高原降水、深层(2~10m)土壤水和浅层地下水氢氧稳定同位素的空间分布特征及其影响因素;揭示了土壤蒸发的空间分布格局,并提出lc-excess方法对土壤蒸发损失率进行了定量评估;探究了浅层地下水的补给来源,并提出lc-excess平衡方程对活塞流和优势流的相对贡献比例进行了划分。在点位尺度上(长武塬区),利用多种示踪技术(δ18O、δ2H、3H、Cl-和NO3-)结合水量平衡、端元分析、贝叶斯模型、配对实验等方法定量探究了水循环过程以及农地转换为苹果园后土壤蒸发和地下水补给的响应规律。主要取得了如下结论:1.黄土高原降水δ18O值变化范围较小(-9.8‰~-5.8‰),东南部和西北部同位素值相对富集而中部偏贫化,但此空间分布格局与空间和气象等环境变量相关性较差。在现有的降水同位素数据产品中,仅降水同位素在线计算器(OIPC)能够模拟该区域降水δ18O值的空间分布,且模拟精度有待提高。黄土高原深层土壤水δ18O值变化较小(-10.1‰~-6.7‰),南部相对贫化而北部和西北部偏富集,此空间分布格局主要受年均降水量的影响。黄土高原浅层地下水δ18O值(-11.4‰~-5.9‰)无一致性的空间分布格局,与空间和气象等环境变量相关性较差,但不同流域之间浅层地下水δ18O值变化明显,受年均降水量的影响。2.黄土高原33个采样点深层土壤水lc-excess值均偏负(土壤深度和空间位置),表明深层土壤水同位素保留有因地表蒸发引起的同位素分馏信号。深层土壤水lc-excess值表明土壤蒸发从南到北、东南到西北均呈增大趋势,与纬度、年均降水量、年均潜在蒸散量和干旱指数相关关系明显,其中干旱指数能够解释64%的变异。以瑞利分馏模型为基础推导了计算土壤蒸发损失率的新方法—lc-excess方法,计算出所有样点的土壤蒸发损失率为11.3~23.9%,与全球其它相似气候区的结果相近,但其代表的时间尺度更长,反映了过去数十年地表蒸发的平均状况。3.黄土高原绝大部分地区浅层地下水δ18O值较降水量加权平均值贫化,且贫化程度在不同流域存在明显差异,并与年均降水量呈显着相关,表明浅层地下水补给的季节性效应及其空间分布格局受年均降水量影响。浅层地下水与降水的同位素关系表明浅层地下水接受当地降水补给但在补给过程中经历了不同程度的蒸发作用。浅层地下水与深层土壤水的lc-excess关系表明活塞流不是浅层地下水补给的唯一形式,可能存在降水以优势流方式的快速补给。以同位素质量平衡为基础推导了lc-excess平衡方程,成功对黄土高原区域尺度地下水补给中活塞流和优势流的相对贡献比例进行了划分。结果显示黄土高原大部分地区浅层地下水以活塞流补给为主,优势流补给仅在渭河和汾河流域部分地区较为明显。影响活塞流和优势流相对贡献比例的空间分布因素需要进一步分析。4.长武黄土塬区日尺度大气降水同位素值变化较大,同位素值贫化的降水通常发生在雨季(7~9月),且多为大降水事件(≥30 mm/day)。2~6 m土层土壤水示踪剂可以用于研究农地转化为苹果园后对土壤水分平衡组分的影响,深层(≥6 m)土壤水示踪剂反映了历史时期农地条件下的降水和蒸散发平衡关系,可以用于分析地下水补给机制。降水、深层土壤水和浅层地下水中的稳定和放射性同位素、氯离子和硝酸根共同表明地下水补给中活塞流和优势流方式并存,且活塞流和优势流补给量分别占总补给量的45~62%和38~55%。农地转变为苹果园后,土壤蒸发变化不显着,但深层土壤储水量明显降低、植被蒸腾增加、活塞流补给量明显减少,且当树龄超过15 yr时活塞流补给量基本为零。本文为后续利用水同位素技术解决黄土高原区域尺度水循环问题提供基础数据,有助于将来刻画水量平衡方程在区域尺度上的定量分布模式,可服务于黄土高原地下水资源数量和水质的评估与可持续管理,并为眀析黄土高原植被变化背景下水循环过程的演变规律提供借鉴。
韩松涛[10](2021)在《勐满金矿900m水平采矿对温泉的影响及矿坑涌水量预测》文中认为Gold mine is a non renewable resource.Due to the improvement of living standards,people’s material life is getting better and better,and the demand for gold is also growing.But in the process of mining,there will be many problems.Thermal damage and mine water inflow are the important parts.The research on these two factors which have an important impact on mine mining is an important prerequisite for safe mining.Based on the"Mengman gold mine hydraulic environment detailed investigation"project,through the geological mapping,drilling and pumping experiments,water injection test,hot water chemical analysis and other methods to find out the hydrogeological conditions of Mengman gold mine.Through water quality detection and isotope detection of hot spring water samples from five hot spring points,namely,point D01,point D02,point D03,point D04 and point K01,this paper analyzes and studies the origin of hot spring,which is of great significance to the study of local geothermal origin and the guidance of mining area.The main understanding of this paper is as follows:1.The origin of hot springs is studied by H+,O-isotopes and other ions.The genetic model of hot spring can be summarized as follows:under the background of geothermal anomaly,atmospheric precipitation infiltrates into the deep underground along fault F2 through infiltration recharge,and then migrates upward along the fault fracture zone after being heated by underground heat flow,mixing with part of cold water near the surface and exposing to the surface in the form of hot spring.2.The permeability tensor is expressed by the degree of fracture development,and the relationship between the permeability tensors is positive linear,It shows that the permeability tensor in the study area is mainly three-dimensional flow.3.Water balance method,big well method and three-dimensional flow numerical method are used to predict the water inflow under the condition of 1015m platform mining.Then,by comparing with the measured water inflow,the calculation result of three-dimensional flow numerical method is the most accurate.Therefore,the three-dimensional flow numerical method is used to predict the water consumption of 900m platform in the mine.4.The influence of mining to 900m on hot spring is analyzed.
二、模拟氢氧潜水实验过程中的安全措施研究(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、模拟氢氧潜水实验过程中的安全措施研究(论文提纲范文)
(1)氦氧通讯的应用发展研究(论文提纲范文)
0 引言 |
1 国内外氦氧通讯理论发展对比 |
2 氦氧通讯研发流程 |
2.1 理论矫正阶段 |
2.2 氦氧通讯器样机开发阶段 |
2.3 陆基饱和潜水模拟舱群试验阶段 |
2.4 海基饱和潜水试验阶段 |
3 国内外氦氧通讯器开发现状 |
3.1 国内氦氧通讯器开发现状 |
3.2 国外氦氧通讯器开发现状 |
4 氦氧通讯现状总结及发展趋势展望 |
4.1 现状总结 |
4.2 发展趋势展望 |
(2)长河流域水化学特征及浅层地下水SO42-运移规律研究(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 |
1.2.1 水文地球化学特征研究 |
1.2.2 煤炭开采对地下水影响研究 |
1.2.3 地下水溶质运移规律研究 |
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 研究区概况 |
2.1 自然地理概况 |
2.1.1 区域位置 |
2.1.2 地形地貌 |
2.1.3 气象 |
2.1.4 河流水系 |
2.2 煤矿分布及特征概况 |
2.3 地下水特征概况 |
2.3.1 地下水赋存 |
2.3.2 地下水循环 |
2.3.3 地下水动态特征 |
3 样品采集与方法 |
3.1 样品采集 |
3.1.1 地表水采样 |
3.1.2 地下水采样 |
3.2 研究方法 |
3.2.1 水化学特征分析法 |
3.2.2 多元统计分析法 |
3.2.3 数值模拟法 |
4 长河流域水质现状与污染评价 |
4.1 水质演化特征 |
4.1.1 地表水水质时空变化 |
4.1.2 浅层地下水时空变化 |
4.2 水质评价 |
4.2.1 地表水水质评价 |
4.2.2 浅层地下水水质评价 |
4.3 小结 |
5 地表水与地下水水化学特征及其转化关系研究 |
5.1 地表水水化学特征 |
5.1.1 地表水水化学指标的变化特征 |
5.1.2 地表水水化学类型 |
5.1.3 地表水水化学成因 |
5.2 地下水水化学特征 |
5.2.1 地下水水化学指标的变化特征 |
5.2.2 地下水水化学类型 |
5.2.3 地下水水化学成因 |
5.3 地表水与地下水水化学转化关系 |
5.3.1 地表水与地下水水化学特征的聚类分析 |
5.3.2 地表水与地下水水化学特征的主成分分析 |
5.3.3 地表水与地下水水化学特征结果讨论 |
5.4 小结 |
6 浅层地下水水位预测及SO_4~(2-)运移规律研究 |
6.1 采煤与研究区浅层地下水水位与水质的响应关系 |
6.1.1 采煤对浅层地下水水位影响 |
6.1.2 采煤对浅层地下水水质影响 |
6.2 浅层地下水水位预测 |
6.2.1 模拟范围与边界条件概化 |
6.2.2 浅层地下水数学模型 |
6.2.3 浅层地下水水位变化 |
6.3 浅层地下水SO_4~(2-)运移规律 |
6.3.1 浅层地下水溶质运移模型 |
6.3.2 浅层地下水SO_4~(2-)扩散趋势 |
6.3.3 不同工况下SO_4~(2-)迁移变化 |
6.4 浅层地下水SO_4~(2-)离子与水质水文因素的定量响应关系 |
6.5 小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的主要研究成果 |
(3)河套灌区不同地类间水盐运移规律及盐分重分布研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 引言 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 氢氧同位素在不同水体的示踪研究 |
1.2.2 地下水与土壤水盐迁移研究 |
1.2.3 土壤盐分空间变异与地下水埋深关系的研究 |
1.2.4 干旱区荒漠绿洲水分运移研究 |
1.2.5 水盐运移模拟研究 |
1.2.6 存在的问题 |
1.3 研究内容与方法 |
1.4 论文技术路线 |
2 研究区概况 |
2.1 河套灌区概况 |
2.1.1 气候 |
2.1.2 土壤 |
2.1.3 引排水量 |
2.1.4 灌区年际地下水变化 |
2.1.5 灌区海子分布特征 |
2.2 试验区基本资料 |
2.2.1 耕地-荒地-海子系统试验区 |
2.2.2 沙丘-荒地-海子系统试验区 |
3 基于氢氧同位素耕地—荒地—海子系统水分运移转化 |
3.1 利用氢氧同位素研究不同水体的基本原理 |
3.1.1 稳定同位素测试标准物 |
3.1.2 氢氧稳定同位素分馏 |
3.1.3 氢氧稳定同位素组分分析 |
3.2 试验方法 |
3.2.1 取样方案 |
3.2.2 样品采集 |
3.2.3 水位量测 |
3.3 试验设备及研究方法 |
3.3.1 试验装置 |
3.3.2 研究方法 |
3.4 结论与分析 |
3.4.1 不同类型水分中δD和δ18O关系 |
3.4.2 不同类型水分特征分析 |
3.4.3 不同类型水分转化比例 |
3.4.4 土壤剖面水分运动 |
3.5 本章小节 |
4 河套灌区耕地—荒地—海子间水盐运移规律及平衡分析 |
4.1 试验布设及数据采集 |
4.2 水盐运移模型构建 |
4.2.1 耕地-荒地-海子系统水分平衡模型构建 |
4.2.2 耕地-荒地-海子系统盐分平衡模型构建 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 耕地-荒地-海子系统不同时期地下水运移特征 |
4.3.2 耕地-荒地-海子系统水分平衡分析 |
4.3.3 耕地-荒地-海子系统盐分重分配 |
4.4 本章小结 |
5 耕地-荒地-海子系统盐分时空变化特征及地下水埋深对土壤盐分影响 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 试验设计与取样方案 |
5.1.2 研究方法 |
5.1.3 数据处理 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 耕地-荒地间典型土壤横剖面盐分时空变化特征 |
5.2.2 耕地-荒地不同土层盐分时空变化及盐分表观分析 |
5.2.3 耕地地下水、荒地地下水和海子盐分时空变化特征 |
5.2.4 地下水埋深对土壤盐分的影响 |
5.2.5 荒地盐分不同来源估算 |
5.3 讨论 |
5.4 本章小结 |
6 基于HYDRUS_1D模型对耕地-荒地-海子系统土壤水盐运移模拟与评估 |
6.1 土壤水盐动态模型 |
6.1.1 土壤水分运移方程 |
6.1.2 土壤盐分运移方程 |
6.1.3 潜在蒸腾和蒸发速率的计算 |
6.2 模型构建 |
6.2.1 模型离散化 |
6.2.2 初始条件及边界条件 |
6.2.3 参数确定 |
6.2.4 模型率定与验证评价参数 |
6.3 模型率定与验证 |
6.3.1 模型率定 |
6.3.2 模型检验 |
6.4 土壤水盐动态分析 |
6.4.1 典型时期土壤不同土层水分变化定量评估 |
6.4.2 典型时期土壤不同土层盐分变化定量评估 |
6.5 水盐平衡分析 |
6.6 讨论 |
6.7 本章小结 |
7 河套灌区沙丘-荒地-海子系统间水盐运移规律 |
7.1 研究方法 |
7.1.1 裘布依假设 |
7.1.2 地下水波动法 |
7.1.3 沙丘、荒地和海子水分平衡模型 |
7.1.4 沙丘-荒地-海子系统地下水盐分迁移模型 |
7.2 结果与分析 |
7.2.1 沙丘-荒地-海子系统不同时期地下水运移特征 |
7.2.2 沙丘-荒地-海子系统水分迁移分析 |
7.2.3 沙丘-荒地-海子系统盐分迁移分析 |
7.3 讨论 |
7.4 本章小结 |
8 基于HYDRUS_1D模型对沙丘-荒地-海子系统水盐运移模拟与评估 |
8.1 土壤水盐动态模型 |
8.2 模型建立 |
8.2.1 模拟单元划分 |
8.2.2 初始条件和边界条件 |
8.2.3 土壤参数 |
8.2.4 模型率定与验证评价参数 |
8.3 模型率定与验证 |
8.3.1 模型率定 |
8.3.2 模型验证 |
8.4 土壤水盐动态 |
8.4.1 沙丘土壤水盐动态 |
8.4.2 沙丘-荒地交界土壤水盐动态 |
8.4.3 荒地土壤水盐动态 |
8.5 水盐平衡分析 |
8.5.1 沙丘水盐平衡分析 |
8.5.2 沙丘-荒地交界水盐平衡分析 |
8.5.3 荒地水盐平衡分析 |
8.6 讨论 |
8.7 本章小结 |
9 结论与展望 |
9.1 主要结论 |
9.2 论文主要创新点 |
9.3 研究的不足与展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者简介 |
(4)滏阳河流域邯郸段浅层地下水化学特征及可更新能力评价(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题依据及实际意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 评价内容及技术路线 |
第2章 评价区概况 |
2.1 自然地理位置 |
2.2 气象条件 |
2.3 地质条件 |
2.4 水文地质条件 |
2.4.1 地下水补径排条件 |
2.4.2 含水层分布条件 |
第3章 样品采集与分析 |
3.1 样品采集位置及方法 |
3.2 样品测试结果 |
第4章 水化学和同位素特征 |
4.1 水化学类型划分 |
4.2 水化学异常分析 |
4.3 水化学演化特征 |
4.4 水环境同位素特征 |
4.5 小结 |
第5章 地下水可更新能力评价 |
5.1 ~3H同位素测定潜水年龄 |
5.1.1 氚测浅层地下水年龄模型 |
5.1.2 大气降水氚数据恢复 |
5.1.3 评价区地下水年龄计算 |
5.2 ~(14)C同位素测定浅层地下水承压水年龄 |
5.3 地下水更新速率 |
5.4 小结 |
第6章 基于数值模拟的地下水可更新性评价 |
6.1 水文地质概况 |
6.1.1 模拟区范围 |
6.1.2 模拟区含水层结构 |
6.2 数值模型的建立 |
6.2.1 数学模型 |
6.2.2 模型建立过程 |
6.3 地下水数值模型的识别与验证 |
6.4 评价区地下水流系统 |
6.4.1 评价区地下水系统划分 |
6.4.2 地下水年龄的数值模拟求解 |
6.5 小结 |
第7章 结论及建议 |
7.1 结论与展望 |
7.2 建议 |
参考文献 |
攻读学位期间发表论文和参加科研情况 |
致谢 |
作者简介与参加工作项目 |
(5)河水入渗过程中氮的生物地球化学作用与模拟研究 ——以第二松花江卡拉店傍河水源地为例(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题依据 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 河水入渗过程的生物地球化学作用 |
1.2.2 地下水环境中氮的迁移转化过程 |
1.2.3 河水入渗过程中氮生物地球化学作用 |
1.2.4 河水入渗过程中氮生物地球化学作用的主要研究方法 |
1.3 研究目标和研究内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 技术路线 |
1.5 创新点 |
第2章 研究区概况 |
2.1 自然地理概况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 地形地貌 |
2.1.3 气象条件 |
2.1.4 水文条件 |
2.2 地质与水文地质概况 |
2.2.1 地质条件 |
2.2.2 水文地质条件 |
2.3 地下水开发利用现状 |
2.4 江水和地下水的水化学特征 |
第3章 样品采集与测试 |
3.1 江水-地下水样品采集与测试 |
3.1.1 监测点的布置 |
3.1.2 监测项目与监测频率 |
3.1.3 样品采集与保存 |
3.1.4 样品测试 |
3.2 河床沉积物、包气带和含水介质样品采集与测试 |
3.2.1 取样点的布置 |
3.2.2 样品的采集与保存 |
3.2.3 样品测试 |
第4章 江水入渗过程中水动力条件和氧化还原分带规律 |
4.1 江水入渗过程中的水动力特征 |
4.1.1 江水与地下水水位动态变化 |
4.1.2 基于氢氧稳定同位素的江水-地下水交换与补给特征的识别 |
4.2 江水入渗补给地下水环境性状时空分布规律 |
4.2.1 江水中环境性状的动态变化特征 |
4.2.2 地下水中环境性状的时空变化特征 |
4.3 江水入渗补给地下水过程中氧化还原敏感组分时空分布规律 |
4.3.1 江水中氧化还原敏感组分的时空分布特征 |
4.3.2 江水入渗过程中地下水氧化还原敏感组分含量的时空分布特征 |
4.4 江水入渗补给地下水过程中氧化还原分带规律 |
4.4.1 氧化还原分带指标体系 |
4.4.2 江水入渗过程中地下水氧化还原分带 |
4.4.3 江水入渗过程中地下水氧化还原分带的季节性变化特征 |
4.5 本章小结 |
第5章 江水入渗过程中氮的生物地球化学作用识别与微生物响应 |
5.1 基于水化学的江水入渗过程中氮的生物地球化学作用识别 |
5.1.1 江水入渗水流路径地下水不同形态氮的时空分布特征 |
5.1.2 江水入渗过程中氮的生物地球化学作用 |
5.2 江水入渗中氮生物地球化学作用的同位素识别 |
5.2.1 江水入渗过程中地下水~(15)N_(NO3-)和~(18)O_(NO3-)分布特征 |
5.2.2 江水入渗过程中地下水~(13)C_(DIC)分布特征 |
5.2.3 基于稳定同位素的氮生物地球化学作用识别 |
5.3 江水入渗过程中氮生物地球化学作用的微生物响应 |
5.3.1 氮主要生物地球化学作用的微生物响应标志 |
5.3.2 江水入渗过程中氮主要生物地球化学作用的微生物响应 |
5.3.3 江水入渗过程中微生物与地下水水化学的协同演化特征 |
5.4 本章小结 |
第6章 江水入渗过程中氮生物地球化学过程实验模拟 |
6.1 静态实验 |
6.1.1 吸附作用 |
6.1.2 NO_3~-还原作用 |
6.1.3 含水介质中有机氮的矿化作用 |
6.2 动态实验 |
6.2.1 实验目的与实验过程 |
6.2.2 江水入渗过程动态模拟示踪实验结果 |
6.2.3 江水入渗过程氮迁移与转化动态实验结果 |
6.2.4 江水入渗过程氮迁移与转化的影响因素分析 |
6.3 本章小结 |
第7章 江水入渗过程中氮生物地球化学过程数值模拟 |
7.1 水文地质概念模型 |
7.1.1 模拟范围 |
7.1.2 含水层概化 |
7.1.3 地下水氮的迁移与转化概念模型 |
7.1.4 边界条件的概化 |
7.2 江水入渗过程地下水流数值模拟 |
7.2.1 数学模型的建立 |
7.2.2 地下水流模型参数的选取 |
7.2.3 地下水流模型的识别与验证 |
7.3 江水入渗过程中氮反应性迁移转化模拟 |
7.3.1 数学模型的建立 |
7.3.2 反应性迁移转化模拟参数的选取 |
7.3.3 氮反应性迁移转化模型的识别与验证 |
7.4 江水入渗过程中氮的主要生物地球作用贡献比 |
7.4.1 江水入渗过程中氮的生物地球化学作用与抑制项的关系 |
7.4.2 反硝化作用与DNRA作用对地下水NO_3~-还原作用的贡献率 |
7.4.3 DNRA作用与有机氮的矿化作用对地下水NH_4~+富集的贡献率 |
7.5 本章小结 |
第8章 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 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 |
(6)水平井开采条件下浅层地下咸水水盐运移规律与开发利用研究 ——以河北沧州地区为例(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题依据及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究目标及内容 |
1.4 研究方法与技术路线 |
1.5 创新点 |
第二章 研究区概况 |
2.1 自然地理概况 |
2.2 气象与水文 |
2.3 社会经济概况 |
2.4 区域地质构造与第四系地质 |
2.5 区域水文地质概况 |
2.6 浅层咸水利用程度 |
第三章 土壤-浅层地下水水盐分布特征与咸水成因 |
3.1 样品采集与测试 |
3.2 土壤盐渍化特征 |
3.3 浅层咸水水化学特征 |
3.4 土壤盐渍化影响因素分析 |
3.5 浅层咸水成因分析 |
3.6 土壤盐渍化与水文地球化学特征关系 |
3.7 本章小结 |
第四章 水平井开采条件下浅层地下咸水盐分运移研究 |
4.1 浅层水平井技术 |
4.2 水平井开采试验场概况 |
4.3 水平井开采下的浅层咸水水盐变化规律 |
4.4 本章小结 |
第五章 水平井开采条件下浅层地下咸水水盐运移数值模拟与排盐效果预测 |
5.1 非饱和带水盐运移模拟及控制水位的确定 |
5.2 水平井开采条件下浅层咸水水分运移预测 |
5.3 水平井开采条件下浅层咸水盐分运移预测 |
5.4 本章小结 |
第六章 基于水平井技术的浅层地下咸水开发可行性分析及开发利用区划 |
6.1 水平井开采浅层地下咸水的可行性分析 |
6.2 浅层地下咸水开发利用区划 |
6.3 本章小结 |
第七章 结论与建议 |
7.1 主要结论 |
7.2 存在问题及建议 |
参考文献 |
作者简介及在校期间所取得的科研成果 |
致谢 |
(7)冻融作用下浅埋潜水蒸发规律的室内试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 目的与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 冻融土壤物理特性的研究 |
1.2.2 土壤水与地下水转化的研究 |
1.2.3 冻融土壤水热迁移研究 |
1.2.4 潜水蒸发研究 |
1.2.5 存在的问题及不足 |
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 |
第二章 试验设计与方法 |
2.1 试验设计 |
2.1.1 试验装置 |
2.1.2 试验方案 |
2.2 监测项目 |
2.2.1 冻融气温和相对湿度 |
2.2.2 土壤剖面温度 |
2.2.3 潜水蒸发量 |
第三章 土壤粒径对冻融土壤温度和潜水蒸发的影响 |
3.1 冻融气温和相对湿度 |
3.2 土壤粒径对土壤温度的影响 |
3.2.1 冻结过程中土壤剖面温度变化特征 |
3.2.2 消融过程中土壤剖面温度变化特征 |
3.3 土壤粒径对浅埋潜水蒸发的影响 |
3.3.1 冻融土壤水分迁移过程和机理 |
3.3.2 累积潜水蒸发量 |
3.3.3 潜水蒸发速率 |
3.3.4 冻结气温负积温对潜水蒸发量的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 土壤颗粒级配对冻融土壤温度和潜水蒸发的影响 |
4.1 冻融气温和相对湿度 |
4.2 土壤颗粒级配对土壤温度的影响 |
4.2.1 冻结过程中土壤剖面温度变化特征 |
4.2.2 消融过程中土壤剖面温度变化特征 |
4.3 土壤颗粒级配对浅埋潜水蒸发的影响 |
4.3.1 累积潜水蒸发量 |
4.3.2 潜水蒸发速率 |
4.3.3 土壤颗粒级配对累积潜水蒸发量影响的定量关系分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 夹砂层对冻融土壤温度和潜水蒸发的影响 |
5.1 冻融气温和相对湿度 |
5.2 夹砂层对土壤温度的影响 |
5.2.1 冻结过程中土壤剖面温度变化特征 |
5.2.2 消融过程中土壤剖面温度变化特征 |
5.3 土壤夹砂层对浅埋潜水蒸发的影响 |
5.3.1 累积潜水蒸发量 |
5.3.2 潜水蒸发速率 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望及不足 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(8)基于pH响应的地下水污染CaO2纳米靶向修复研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 立题依据 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 选题背景及研究意义 |
1.2 国内外研究动态 |
1.2.1 我国地下水污染现状 |
1.2.2 地下水修复技术 |
1.2.3 “智能”生物响应材料 |
1.2.4 环境修复“热点”材料的研究动态 |
1.2.5 CaO_2在环境治理中的研究动态 |
1.2.6 纳米CaO_2制备技术 |
1.2.7 “靶向修复”技术应用前景分析 |
1.3 研究目标和内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 主要内容 |
1.3.3 创新点 |
1.4 研究方法与技术 |
1.4.1 场地地下水污染问题概化 |
1.4.2 实验技术手段 |
1.4.3 研究技术思路 |
1.4.4 研究技术流程 |
第二章 纳米Fe(OH)_3干扰下PNP测定方法 |
2.1 研究背景 |
2.2 实验材料 |
2.2.1 主要实验仪器 |
2.2.2 主要试剂 |
2.2.3 实验试剂的制备 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 PNP工作曲线 |
2.3.2 Nano-Fe(OH)_3溶液 |
2.3.3 实验步骤 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 分析谱线选择的研究 |
2.4.2 甲醇和抗坏血酸的作用 |
2.4.3 纳米Fe(OH)_3胶体与共存在离子的影响 |
2.4.4 盐酸和抗坏血酸用量的影响 |
2.4.5 温度和时间的影响 |
2.4.6 方法准确度与精密度 |
2.5 研究前景评述 |
2.5.1 环境效应 |
2.5.2 不足之处与展望 |
2.6 本章小结 |
第三章 地下水PNP污染的CaO_2/Fe(Ⅱ)类芬顿修复机理 |
3.1 研究背景 |
3.2 实验材料 |
3.2.1 试剂材料 |
3.2.2 主要实验仪器 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 降解实验过程 |
3.3.2 降解体系对水质影响实验 |
3.3.3 体系活性氧捕获实验 |
3.3.4 降解产物捕获实验 |
3.3.5 测试方法 |
3.3.6 数据分析 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 CaO_2/Fe(Ⅱ)体系对水质影响 |
3.4.2 过氧化氢释放规律 |
3.4.3 CaO_2/Fe(Ⅱ)降解PNP的内在机理 |
3.4.4 CaO_2和Fe(Ⅱ)投放量 |
3.4.5 地下水化学条件 |
3.4.6 溶解态离子的变化 |
3.4.7 降解产物和降解路径 |
3.5 地下水原位修复适用性评估 |
3.5.1 场地地下水污染概化 |
3.5.2 PNP污染地下水修复技术评估 |
3.5.3 原位修复效益评估 |
3.6 本章小结 |
第四章 地下水PNP-Cd复合污染的pH响应型纳米CaO_2修复机理 |
4.1 研究背景 |
4.2 实验材料 |
4.2.1 试剂材料 |
4.2.2 主要实验仪器 |
4.3 实验方法 |
4.3.1 实验步骤 |
4.3.2 测试方法 |
4.3.3 材料表征 |
4.3.4 数据分析 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 纳米过氧化钙的制备 |
4.4.2 纳米过氧化钙的表征 |
4.4.3 Fe(Ⅱ)催化nano-CaO_2去除PNP和 Cd的性能研究 |
4.4.4 Nano-CaO_2/Fe2?体系中活性氧的研究 |
4.4.5 Fe(Ⅱ)和Nano-CaO_2投放量的影响 |
4.4.6 Nano-CaO_2的pH响应性论证 |
4.4.7 地下水动力、温度和光照条件的影响 |
4.4.8 地下水水化学条件的影响 |
4.5 地下水原位修复适用性评估 |
4.5.1 场地地下水复合污染概化 |
4.5.2 PNP污染地下水修复技术评估 |
4.5.3 原位修复效益评估 |
4.6 本章小结 |
第五章 基于pH响应型纳米CS/CaO_2的地下水Cr(Ⅵ)污染修复 |
5.1 研究背景 |
5.2 实验材料 |
5.2.1 试剂材料 |
5.2.2 主要实验仪器 |
5.3 实验方法 |
5.3.1 实验步骤 |
5.3.2 测试方法 |
5.3.3 数据分析 |
5.4 结果与讨论 |
5.4.1 纳米过氧化钙的表征 |
5.4.2 试剂添加顺序对合成效果的影响 |
5.4.3 CS/CaO_2材料pH响应性验证 |
5.4.4 技术应用——地下水六价铬污染修复 |
5.4.5 技术应用——地下水中对硝基苯酚的原位修复 |
5.4.6 技术应用——重金属污染地下水的修复 |
5.5 地下水原位修复适用性评估 |
5.5.1 六价铬污染地下水修复技术评估 |
5.5.2 原位修复效益评估 |
5.6 本章小结 |
第六章 基于pH响应型纳米EPO/CaO_2的地下水Cr(Ⅵ)污染修复 |
6.1 研究背景 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 试剂材料 |
6.2.2 主要实验仪器 |
6.3 实验方法 |
6.3.1 实验步骤 |
6.3.2 测试方法 |
6.3.3 数据分析 |
6.4 结果与讨论 |
6.4.1 纳米过氧化钙的表征 |
6.4.2 EPO/CaO_2纳米材料pH响应性验证 |
6.4.3 技术应用-修复六价铬 |
6.4.4 技术应用-地下水对硝基苯酚有机污染的原位修复 |
6.4.5 技术应用-重金属污染地下水的修复 |
6.5 地下水原位修复适用性评估 |
6.5.1 六价铬污染地下水修复技术评估 |
6.5.2 原位修复效益评估 |
6.6 本章小结 |
第七章 Nano-CaO_2/Fe(Ⅱ)降解TCEP的DFT预测与实验验证 |
7.1 研究背景 |
7.2 实验方法 |
7.2.1 AOPs降解TCEP环境学背景 |
7.2.2 模拟流程 |
7.2.3 DFT计算细节 |
7.2.4 CaO_2/Fe(Ⅱ)降解TCEP的实验过程 |
7.3 结果与讨论 |
7.3.1 HAP和 RAP反应机理 |
7.3.2 后续转化机理 |
7.3.3 AOPs中生成其它官能团的可能机理 |
7.3.4 实验验证结果 |
7.4 本章小结 |
第八章 研究结论与展望 |
8.1 研究结论 |
8.2 研究特色与创新点 |
8.3 研究不足与展望 |
参考文献 |
在学期间研究成果 |
致谢 |
(9)基于稳定同位素的黄土高原区域尺度土壤蒸发和地下水补给研究(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 国内外研究进展 |
1.2.1 氢氧稳定同位素技术及优势 |
1.2.2 氢氧稳定同位素在土壤蒸发研究中的应用 |
1.2.3 氢氧稳定同位素在地下水补给研究中的应用 |
1.2.4 同位素景观图谱法 |
1.2.5 黄土高原同位素水文学研究进展 |
1.2.6 黄土高原地下水补给研究进展 |
1.3 研究中存在的不足与科学问题 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 研究区域概况与研究方法 |
2.1 研究区域概况 |
2.1.1 黄土高原 |
2.1.2 黄土塬区 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 气象数据处理 |
2.2.2 样品采集与处理 |
2.2.3 氢氧稳定同位素测定 |
2.2.4 放射性氚同位素测定 |
2.2.5 水化学特征测定 |
2.2.6 数据处理与统计分析 |
第三章 黄土高原不同水体氢氧稳定同位素的空间分布特征 |
3.1 引言 |
3.2 采样点布设 |
3.2.1 大气降水 |
3.2.2 土壤水 |
3.2.3 浅层地下水 |
3.3 数据分析 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 降水氢氧稳定同位素空间分布特征 |
3.4.2 土壤水氢氧稳定同位素空间分布特征 |
3.4.3 浅层地下水氢氧稳定同位素空间分布特征 |
3.5 本章小结 |
第四章 黄土高原区域尺度土壤蒸发的空间格局及定量评估 |
4.1 引言 |
4.2 采样点布设 |
4.3 土壤蒸发损失率评估方法 |
4.3.1 lc-excess法 |
4.3.2 Craig-Gordon模型 |
4.3.3 平衡分馏和瑞利分馏参数 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 土壤水lc-excess剖面分布及水分运移机制 |
4.4.2 黄土高原土壤蒸发的空间分布特征及其影响因素 |
4.4.3 黄土高原土壤蒸发损失率的评估及不确定性 |
4.4.4 土壤水lc-excess剖面的时间尺度及潜在应用 |
4.4.5 lc-excess法的优势和局限性 |
4.5 本章小结 |
第五章 黄土高原区域尺度浅层地下水补给特征分析 |
5.1 引言 |
5.2 采样点布设 |
5.3 数据分析 |
5.3.1 降水与地下水同位素的比较 |
5.3.2 lc-excess平衡方程 |
5.4 结果与讨论 |
5.4.1 黄土高原浅层地下水的基本理化性质 |
5.4.2 黄土高原浅层地下水的补给来源及季节性效应 |
5.4.3 黄土高原浅层地下水的补给方式及相对贡献率 |
5.4.4 对地下水资源管理的启示 |
5.5 本章小结 |
第六章 长武塬区水循环过程及其对土地利用变化的响应 |
6.1 引言 |
6.2 研究区域概况 |
6.3 采样点布设 |
6.4 数据分析 |
6.4.1 补给方式定性分析 |
6.4.2 氯离子质量平衡法 |
6.4.3 贝叶斯同位素混合模型 |
6.4.4 深根植被下地下水补给量 |
6.5 结果与讨论 |
6.5.1 大气降水氢氧稳定同位素特征 |
6.5.2 土壤示踪剂剖面分布及土层划分 |
6.5.3 农田和苹果园土壤水稳定同位素组成的比较 |
6.5.4 地下水补给方式的多种示踪剂证据 |
6.5.5 地下水补给量及补给方式的相对贡献 |
6.5.6 土地利用方式对土壤水分及潜在地下水补给的影响 |
6.5.7 长武塬区水循环过程及其对土地利用变化的响应 |
6.6 本章小结 |
第七章 主要结论、创新点及有待进一步研究的问题 |
7.1 主要结论 |
7.2 创新点 |
7.3 有待进一步研究的问题 |
附录 |
附录一 |
附录二 |
附录三 |
附录四 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(10)勐满金矿900m水平采矿对温泉的影响及矿坑涌水量预测(论文提纲范文)
Abstract |
第一章 前言 |
1.1 选题依据及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 矿坑涌水量计算国内外研究现状 |
1.2.2 地热国内外研究现状 |
1.3 矿区以往地质工作 |
1.4 研究内容及技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
1.5 工作量 |
1.6 创新点 |
第二章 区域水文地质条件 |
2.1 自然地理概况 |
2.1.1 交通位置 |
2.1.2 地形地貌 |
2.1.3 气象水文 |
2.2 区域地质概况 |
2.2.1 区域地层岩性 |
2.2.2 区域构造 |
2.2.3 岩浆岩 |
2.3 区域水文地质条件 |
2.3.1 含水层富水性划分 |
2.3.2 区域含水层(组) |
2.3.3 断层破碎带的水文地质特征 |
2.3.4 水文地质单元及其补、径、排特征 |
2.3.5 断裂破碎带裂隙水对研究区的影响 |
2.3.6 侵蚀基准面的确定 |
第三章 矿区水文地质条件 |
3.1 矿区地质条件 |
3.1.1 地层 |
3.1.2 矿区地质构造 |
3.1.3 岩浆岩 |
3.1.4 变质作用 |
3.2 矿区水文地质条件 |
3.2.1 矿区含水层富水性划分 |
3.2.2 区域含水层(组) |
3.2.3 矿区断层破碎带水文地质特征 |
3.2.4 地下水系统 |
3.2.5 矿区补径排 |
3.3 渗透张量及渗透系数计算 |
3.4 给水度 |
第四章 热泉成因分析 |
4.1 水化学特征 |
4.1.1 主要组分 |
4.1.2 水化学类型 |
4.2 同位素应用 |
4.2.1 补给来源 |
4.2.2 补给区高程 |
4.3 地热成因分析 |
4.3.1 热储温度 |
4.3.2 热水年龄 |
4.3.3 循环深度 |
4.3.4 成因模型及成因分析 |
第五章 矿坑涌水量预测 |
5.1 水均衡法计算矿坑涌水量 |
5.1.1 计算公式 |
5.1.2 参数选择 |
5.2 大井法计算矿坑涌水量 |
5.2.1 水文地质概念模型 |
5.2.2 计算过程 |
5.2.3 计算公式选取 |
5.2.4 基础数据 |
5.3 二维流数值法矿坑涌水量预测 |
5.3.1 水文地质概念模型 |
5.3.2 数学模型建立 |
5.3.3 数值模型建立 |
5.3.4 数值模型的校正 |
5.3.5 涌水量预测(1015m平台) |
5.3.6 计算结果与误差分析 |
5.3.7 900m平台矿区涌水量预测 |
第六章 矿井开采对温泉的影响 |
6.1 温泉的流量影响 |
6.2 温度变化 |
6.3 温泉的冷热混合比变化 |
6.4 影响结果 |
第七章 结论及展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
附录A 攻读硕士期间发表的论文 |
附录B 攻读硕士期间参加的科研项目 |
四、模拟氢氧潜水实验过程中的安全措施研究(论文参考文献)
- [1]氦氧通讯的应用发展研究[J]. 狄帅,顾靖华,柳初萌,罗瑞豪,张瑾. 中国个体防护装备, 2021(06)
- [2]长河流域水化学特征及浅层地下水SO42-运移规律研究[D]. 延子轩. 西安理工大学, 2021(01)
- [3]河套灌区不同地类间水盐运移规律及盐分重分布研究[D]. 王国帅. 内蒙古农业大学, 2021(01)
- [4]滏阳河流域邯郸段浅层地下水化学特征及可更新能力评价[D]. 张韧. 河北工程大学, 2021(08)
- [5]河水入渗过程中氮的生物地球化学作用与模拟研究 ——以第二松花江卡拉店傍河水源地为例[D]. 陈耀轩. 吉林大学, 2021(01)
- [6]水平井开采条件下浅层地下咸水水盐运移规律与开发利用研究 ——以河北沧州地区为例[D]. 何锦. 吉林大学, 2021(01)
- [7]冻融作用下浅埋潜水蒸发规律的室内试验研究[D]. 杜鑫钰. 太原理工大学, 2021
- [8]基于pH响应的地下水污染CaO2纳米靶向修复研究[D]. 夏辉. 沈阳大学, 2021
- [9]基于稳定同位素的黄土高原区域尺度土壤蒸发和地下水补给研究[D]. 向伟. 西北农林科技大学, 2021(01)
- [10]勐满金矿900m水平采矿对温泉的影响及矿坑涌水量预测[D]. 韩松涛. 昆明理工大学, 2021(01)