原油在土壤中入渗的试验研究

论文摘要

在我国原油污染土壤问题日益严重,污染面积约占国土面积的0.52%。为确定原油在土壤中的迁移机制,本试验利用5种土壤（黄绵土、黑垆土、褐土、黄棕壤、红壤）进行试验研究,包括:土壤原油特征曲线研究;土壤物理性质（土壤容重、土壤初始含水量、土壤质地）对原油在土壤中入渗的影响的研究;开展原油在原状土柱中入渗的试验研究,得出主要结论如下:（1）相同土壤的水分特征曲线和原油特征曲线存在差别,对于黄绵土、黑垆土、褐土,在高吸力段,相同水吸力下,土壤体积含油量大于土壤体积含水量;其中褐土的体积含水量与体积含油量间差别较黄绵土和黑垆土小;而对于黄棕壤相同水吸力下,土壤体积含水量远大于土壤体积含油量;对于红壤,土壤体积含水量与土壤体积含油量相差不明显。（2）水分特征曲线和原油特征曲线均可用Mualem-Van Genuchten（variable）导水率模式、Burdine-Van Genuchten（variable）导水率模式、Mualem-Van Genuchten（m=1-1/n）导水率模式、Burdine-Van Genuchten（m=1-2/n）导水率模式、Mualem-Brooks & Corey导水率模式拟合,结果均达到极显著水平。对于安塞黄绵土、洛川黑垆土和杨凌褐土的水分特征曲线拟合α值大于原油特征曲线α值,而安康黄棕壤和桃源红壤恰好相反。（3）原油在不同容重、不同初始含水量、不同质地扰动土壤中入渗的湿润距离随时间的变化可用对数函数拟合,拟合结果达到极显著水平;湿润推进速率随时间变化可用Kostiakov公式和Horton入渗公式拟合,拟合结果均达到极显著水平,Kostiakov公式结果相对较好。（4）原油在不同填装容重土壤中的入渗,对同一种土壤,湿润距离随着填装容重的增大而减小,湿润距离初期增加较快,随后逐渐减慢;对同一种土壤,对应某一时刻,湿润推进速率随着容重的增大而减小。对于同一质地土壤,随着初始含水量的增加,原油在土壤中入渗的湿润距离和湿润推进速率均增加。随土壤深度增加,土壤中原油残留物的含量呈波动递减趋势。（5）土壤质地对于原油在土壤中的入渗有较大影响。对于黄绵土、黑垆土、黄棕壤3种土壤其湿润距离随粉粒含量增高而降低,红壤粉粒、粘粒含量均较高,较高的粘粒含量使原油在红壤中开始时湿润推进速率最慢,其后由于其土壤颗粒表面形成油膜,湿润推进速率反而略高于黄棕壤。（6）原油在原状土中入渗,湿润距离初期增加较快,随后逐渐减慢;湿润距离随时间的变化可以用对数函数拟合,拟合结果达到极显著水平;在不存在优先流的情况下,湿润推进速率随时间变化可用Kostiakov公式和Horton入渗公式拟合,拟合结果均达到极显著水平。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 非水相流体在多孔介质中迁移
• 1.2.2 轻质非水相流体在多孔介质中迁移
• 1.2.3 重质非水相流体在多孔介质中迁移
• 1.2.4 非水相流体污染包气带/包水带的修复
• 1.3 小结
• 第二章 研究目的、研究内容与研究方法
• 2.1 研究目的
• 2.2 研究内容
• 2.3 研究方法
• 2.3.1 供试材料、装置及测定方法
• 第三章 土壤原油特征曲线的研究
• 3.1 供试材料与测定方法
• 3.1.1 供试材料
• 3.1.2 测定方法
• 3.2 水分特征曲线和原油特征曲线的比较
• 3.3 小结
• 第四章 土壤物理性质对原油在土壤中入渗的影响
• 4.1 土壤容重对原油在土壤中入渗的影响
• 4.1.1 供试材料及测定方法
• 4.1.2 原油在不同容重土壤中的湿润和湿润推进速率
• 4.1.3 土壤中原油残留含量
• 4.2 土壤初始含水量对原油在土壤中入渗的影响
• 4.2.1 供试材料及测定方法
• 4.2.2 原油在不同初始含水量土壤中的湿润过程
• 4.2.3 原油在不同初始含水量土壤中的残留量及其随深度的变化
• 4.3 土壤质地对原油在土壤中入渗的影响
• 4.3.1 供试材料及测定方法
• 4.3.2 原油在不同质地土壤中的湿润过程
• 4.4 小结
• 第五章 原油在原状土柱中入渗的试验研究
• 5.1 供试材料及测定方法
• 5.1.1 供试材料
• 5.1.2 测定方法
• 5.2 原油在原状土柱中的湿润过程
• 5.3 原油在原状土柱中湿润推进速率随时间的变化
• 5.4 小结
• 第六章 主要结论及有待进一步研究的问题
• 6.1 主要结论
• 6.2 有待进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 获奖情况
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目
• 攻读硕士学位期间参加的会议
• 攻读硕士学位期间已发表的文章