均质毛细饱和带横向渗流的影响因素试验研究OA

适宜水动力条件下,在潜水面上方可形成毛细饱和带横向渗流现象。稳定的横向渗流可能阻断污染物自地表下渗穿越包气带进入含水层的运动路径,这对于一些大厚包气带、沿海地区污染防控都具有重要意义。当前对毛细饱和带横向渗流的形成条件和影响因素研究不足,笔者等为分析横向渗流形成的水动力条件,厘定横向渗流影响因素和边界条件,以典型河间地块为研究对象,在室内构建了河间地块物理模型,开展了考虑入渗量和水力梯度变化的横向渗流物理模拟试验。进一步结合数值模拟,探讨了水力梯度和入渗量对毛细饱和带横向渗流的影响。研究表明:(1)河间地块稳定渗流条件下,水力梯度J<0.079时,示踪剂指示在毛细饱和带形成了横向渗流,水平迁移后在靠近下游地表水体处入渗至潜水面以下;J介于0.079~0.111时,毛细饱和带横向渗流显著,直接排泄进入下游地表水体中;J>0.111时,横向渗流现象减弱,示踪剂以垂向入渗为主;(2)稳定渗流条件下,入渗量S<0.1 cm^(3)/s时,横向渗流稳定,导致地表入渗水不能穿越包气带进入潜水含水层。S≥0.1 cm^(3)/s时,地表入渗水横向迁移减弱,垂向渗流增强;此后,入渗量越大,垂向渗流越显著。本研究可为污染物在包气带中的迁移规律研究奠定坚实的理论基础,也为我国北方干旱半干旱区及大厚包气带污染防控提供技术支撑。