初始含水率对土壤中原油入渗的影响.pdf

第 26卷 第 3期 农 业 工 程 学 报 Vol1．26 NO．3 2010伍 3月 TransactionsoftheCSAE Mat．2010 9 初始含水率对土壤中原油入渗的影响 张博闻 ，邵明安 ，2※ (1．西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点试验室，杨凌 7121o0 2．中国科学院水利部水土保持研究所，杨凌 712100) 摘 要：为确定土壤初始含水率对原油在土壤中入渗的影响，该文利用3种土壤，根据设定不同初始含水率进行配置， 开展土柱模拟试验，研究了不同初始含水率条件下原油在土壤中的入渗。试验结果表明：对于同一质地土壤，随着初始 含水率的增加，原油在土壤中入渗的湿润距离和湿润推进速率均增加。原油在土壤中的入渗与土壤粉粒含量密切相关， 当土壤初始含水率较低时，不同质地土壤，粉粒含量越高，原油在土壤中入渗越慢；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；原油在土壤中入渗的湿润距离随时间的变化可用对数函数拟合，湿润推进速率与时间的关系 可用 KostiakOV公式拟合。 关键词：土壤，入渗，含水率，原油 doi：l0．39690．issn．1002—6819．2010．03．002 中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号2OlO)一03—0009—05 张博闻，邵明安．初始含水率对土壤中原油入渗的影响[J]．农业工程学报，2010，26(3)：9—13． ZhangBowen，ShaoMing’an．Effectofinitialsoilwatercontentoncrudeoilinfiltrationintosoils[J]．TransactionsoftheCSAE， 2010，26(3)：9—13．(inChinesewithEnglishabstract) 后，主要通过 2种方式进入环境：1)通过入渗进入土体； 0 引 言 2)通过挥发进入大气。当原油进入土壤中，土壤内部存 随着 中国能源需求的增长，石油工业迅猛发展，在 在着气态和液态的水和油以及固态土壤颗粒 ，因此原油 其开采、提炼和输送过程中，原油通过各种途径进入大 在土壤中的入渗属于多孔介质中的多相流问题。随着入 气、水体、土壤，造成环境污染的可能性越来越大，由 渗的进行，一部分易挥发组分散逸到空气中。原油中各 于管理不当引发的土壤污染 已给我们的生存环境带来压 组分挥发情况各不相同，大多数组分挥发速率随时间呈 力。据估计，中国有500万hm2的土壤被原油污染…，占 对数函数递减_6J。关于有机污染物在土壤中的入渗研究也 国土面积的0．52％。其中，严重污染地区土壤中石油类物 有一些报道。Leverett最初通过土壤中两相流确定毛细管 质质量分数可达到 10000mg／kgL2J。由于原油中高毒性、 力、饱和度和压力的关系 [1。vanDam 将非水相流体 脂溶性、难降解和易生物放大等特点的各种有机污染物 (NAPLs，non—aqueousphaseliquids)理想化为活塞流描 富集在土壤中，影响土壤通透性和土壤养分的释放，使 述其在土壤中的运移过程 J。当原油入渗到土壤中后，大 土壤综合肥力下降，降低作物产量，严重时还威胁到地下 部分原油集中在 0～30cm的表层土壤L9。。为了模拟地 水的质量，致使原油中的有害物质进入人体，而确定地下 下水位较浅 ，上部有非饱和 区的有机物入渗情况 ， 污染区域是任何修复的前提 j【J。基于此，研究原油在土壤 Oostrom 等利用双能伽马射线扫描仪研究了重质非水相 中的入渗过程可以了解原油在土壤中的运移