城市雨洪水地下回灌过程中悬浮物堵塞规律的实验研究

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本文是作者在参加国家自然科学基金项目“城市雨洪水地下回灌堵塞演化机理及综合预测方法研究(40902068)”的基础上,通过野外采集样品与测试分析,调查了城市雨洪水的水质特征;基于室内物理模拟实验,借助计算机模拟等方法,运用渗流理论、溶质运移理论、膜过滤等理论,系统地研究了利用城市雨洪水进行地下回灌的过程中悬浮物的堵塞规律,提出了基于入渗介质孔径与悬浮物粒径比值的悬浮物堵塞模式的判别标准,建立了不同堵塞模式的模拟预测模型,探讨了化学沉淀对悬浮物堵塞规律的影响,并系统总结了悬浮物堵塞的预防和治理方法。本研究对城市雨洪水地下回灌悬浮物堵塞问题进行了大量的实验研究工作,并且比较全面的总结了悬浮物堵塞的变化规律,其研究成果对于推广城市雨洪资源地下回灌技术有一定的现实意义与理论价值。
摘要第5-8页
ABSTRACT第8-11页
第一章 绪论第15-25页
    1.1 研究背景及意义第15-18页
        1.1.1 地下水人工回灌的驱动因素第15-16页
        1.1.2 雨洪水地下回灌的途径第16-17页
        1.1.3 雨洪水地下回灌悬浮物堵塞研究意义第17-18页
    1.2 国内外研究现状第18-22页
        1.2.1 堵塞机理研究第18-19页
        1.2.2 堵塞预测研究第19-21页
        1.2.3 堵塞的预防与治理第21-22页
        1.2.4 有待深入研究的问题第22页
    1.3 研究内容、思路及创新点第22-25页
        1.3.1 研究内容第22-23页
        1.3.2 研究思路及技术路线第23-24页
        1.3.3 创新点第24-25页
第二章 城市雨洪水地下回灌堵塞潜力研究第25-39页
    2.1 城市雨洪水总体水质特征分析第25-27页
    2.2 长春市雨洪水水质特征第27-30页
        2.2.1 天然雨水第28页
        2.2.2 路面雨水第28-29页
        2.2.3 屋顶雨水第29-30页
    2.3 雨洪水悬浮物特征研究第30-33页
        2.3.1 粒度分析结果第31-32页
        2.3.2 矿物成分测试结果第32-33页
        2.3.3 易溶盐成分测试结果第33页
    2.4 堵塞潜力分析第33-39页
        2.4.1 回灌方式选取第33-34页
        2.4.2 堵塞的发生潜力第34-39页
第三章 城市雨洪水地下回灌悬浮物堵塞实验研究第39-79页
    3.1 悬浮物堵塞规律实验方案第39-43页
        3.1.1 实验器材第39-40页
        3.1.2 实验材料第40-41页
        3.1.3 实验过程第41-43页
    3.2 悬浮物堵塞模式判别第43-53页
        3.2.1 堵塞模式分类及其形成过程第43-47页
        3.2.2 回灌实验产生的堵塞模式第47-52页
        3.2.3 堵塞模式的判别第52-53页
    3.3 对照实验第53-57页
    3.4 表面滤饼堵塞的实验规律第57-62页
        3.4.1 渗透系数第57-59页
        3.4.2 进水与出水 TDS第59-60页
        3.4.3 表面堵塞悬浮物质量分布第60-62页
    3.5 内部孔隙堵塞的实验规律第62-65页
        3.5.1 渗透系数第62-63页
        3.5.2 进水与出水 TDS第63-64页
        3.5.3 悬浮物质量分布第64-65页
    3.6 内部-表面双重堵塞的实验规律第65-79页
        3.6.1 渗透系数第65-73页
        3.6.2 进水和出水 TDS第73-74页
        3.6.3 悬浮物质量分布第74-77页
        3.6.4 堵塞速率第77-79页
第四章 悬浮物堵塞的模型研究第79-97页
    4.1 表面堵塞模型第79-90页
        4.1.1 基于过滤原理模型第79-85页
        4.1.2 基于等效渗透系数原理的模型第85-90页
    4.2 内部/双重堵塞模型第90-97页
        4.2.1 数学模型第90-92页
        4.2.2 概念模型第92-93页
        4.2.3 模拟结果第93-97页
第五章 化学沉淀对悬浮物堵塞规律的影响第97-119页
    5.1 实验介绍第97-99页
        5.1.1 实验材料第97-98页
        5.1.2 实验方案第98-99页
    5.2 不同水源的堵塞效应第99-106页
        5.2.1 去离子水回灌第99-103页
        5.2.2 自来水回灌第103-106页
    5.3 化学组分对悬浮物堵塞规律的影响第106-119页
        5.3.1 实验结果第106-111页
        5.3.2 模拟结果第111-119页
第六章 悬浮物堵塞的控制和治理第119-133页
    6.1 回灌水源水质控制第119-121页
        6.1.1 源头控制第119-120页
        6.1.2 预处理措施控制第120-121页
    6.2 回灌工程结构设计和工艺控制第121-125页
        6.2.1 工程设计第121-123页
        6.2.2 工艺控制第123-125页
    6.3 渗透性的恢复方法第125-133页
        6.3.1 机械方法第125-126页
        6.3.2 注气法第126页
        6.3.3 超声波法第126页
        6.3.4 渗透性恢复实验第126-133页
第七章 结论与建议第133-137页
    7.1 主要结论第133-135页
    7.2 存在的问题及建议第135-137页
参考文献第137-145页
作者简介及科研成果第145-147页
致谢第147-148页
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