人工回灌过程中富里酸和Cu(Ⅱ)对多孔介质悬浮物堵塞的影响

作者：梁昊志; 王欢; 张俊杰; 刘勇毅; 方运海

来源：水文地质工程地质, 2023, 50(05): 212-221.

DOI：10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202301011

• 多孔介质
• 堵塞
• 悬浮物
• 富里酸
• Cu(Ⅱ)
• 地下水起采
• 地面沉降

地下水人工回灌是解决地下水超采问题的有效措施，悬浮颗粒物堵塞是影响回灌进行的技术瓶颈。目前多数研究聚焦在悬浮物堵塞方面，然而地表回灌水中重金属离子以及腐殖质对多孔介质物理堵塞的影响缺乏研究。本研究采用室内渗流砂柱试验研究富里酸、Cu(Ⅱ)以及两者共存对多孔介质悬浮物堵塞的影响，分别采用高岭土（SS组）、富里酸+高岭土（SS+FA组）、富里酸+Cu(Ⅱ)+高岭土（SS+FA+Cu组）配置模拟回灌用水。研究结果表明：（1）回灌结束时，SS组、SS+FA组、SS+FA+Cu组多孔介质整体相对渗透系数K’分别降至0.233,0.095,0.182。SS组和SS+FA+Cu组在中上层（0～7.50 cm）相对渗透系数K’均降至0.28以下，而在底层（7.50～10.50 cm）相对渗透系数K’仅降至0.45左右，说明2组多孔介质中上层重度堵塞（0<K’<0.30）、底层中度堵塞（0.30<K’<0.60）;SS+FA组在各渗流段（0～10.50 cm）相对渗透系数K’均降至0.18以下，说明SS+FA组各渗流段多孔介质均为重度堵塞，相对其它2组，SS+FA组中悬浮物更易向深层迁移。（2）富里酸、Cu(Ⅱ)的存在会改变悬浮颗粒粒径、荷电性及内部氢键作用，从而影响多孔介质的堵塞发生。（3）相对SS组，SS+FA组富里酸的存在会加剧多孔介质堵塞；SS+FA+Cu组多孔介质整体堵塞程度比SS+FA组小，说明Cu(Ⅱ)会缓解富里酸对堵塞的加剧作用。探明富里酸和Cu(Ⅱ)对多孔介质堵塞的影响机制，能够为人工回灌过程中多孔介质堵塞的防治提供理论基础和科学依据。

• 单位
  合肥工业大学; 桂林理工大学; 环境科学与工程学院