高含盐采油废水排放导致土地盐渍化的过程数值模拟研究

The degree and mechanism of soil salinization in oil field caused by the discharged waste water with high concentration of salts in oil production will be observed and analyzed in this project. The effect of controlling parameters, such as salt content, amount of discharge and leakage via transfusion to the environment, and the rule of time and spatial variability of the soil salinization alone the waste water discharge canal will be studied. The salinization process of the soil and its difference as compared with the other normal land of the oil field will be clarified. Based on the above analysis data, the water and salt transportation dynamic simulation and prediction will be carried out. A standard of salt content of waste water and environmental evaluation mechanism aim at risk controlling for the land salinization of oil field will be constructed to achieve the evaluation and early warning for regional soil salinization. The results of this study will provide a scientific basis for environmental protection to build the standards of the salt contents of waste water and to prevent secondary salinization of soil of oil fields in China.

本项目将对我国有关油田高含盐采油污水外排过程导致当地次生盐渍化的程度和机制进行观测分析，研究污水含盐量、外排量、渗漏量等控制参数及其对环境的影响，分析污水渠道沿线土地盐渍化的时空演变规律，阐明该类土壤的盐渍化过程及与油田矿区其它正常土地的异同。基于上述分析数据进行油田矿区水盐运移动力学模拟和预测，构建针对油田矿区土壤盐渍化风险控制的污水含盐排放标准和排放量的环境评价机制，实现区域土壤盐渍化风险评价及预警。研究成果将为国家环保部门制定污水矿化度标准和有效防止矿区土壤的次生盐渍化提供科学依据。

高含盐量的采油废水将引起土地盐渍化，并导致干旱、半干旱地区农业产量。本项目采用土柱试验方法进行了双组分盐水（氯化钠和硫酸镁）在非灌溉土壤中潜在蒸散规律的研究，分析了蒸散时间、地下水位和土壤容重对潜在蒸散过程中土壤水盐运移的影响，建立了土壤水盐运移的HYDRUS模型。利用HYDRUS-1D软件对非灌溉区土壤中水盐的运移规律即采油废水排放对土地盐渍化过程进行了模拟，并对模型中的参数进行了分析。主要结论如下：.（1）一维土壤水盐潜在蒸散试验得出土壤湿润锋与蒸散时间、地下水位呈幂函数关系。.（2）地下水位、土壤容重对一维土壤中水盐潜在蒸散过程有显著影响。蒸散时间及土壤容重相同时，相同位置处地下水位越低，土壤含水率及含盐量越小，而湿润锋距离地下水位的位置也越高。蒸散时间及地下水位相同时，相同位置处土壤容重越小，土壤含水率及含盐量越大，湿润锋距离地下水位的位置也越高。.（3）蒸散时间在7至35天对土壤中水盐分布的影响较小，但在前7天内土壤中水盐分布变化较为明显。7天后，随着蒸散时间的增大，水盐分布只在湿润锋附近出现明显的变化，时间越长距离土壤表面越近的土壤其含水率与含盐量也越大。.（4）潜在蒸散条件下，氯化钠与硫酸镁两种盐分在土壤中的分布规律不同，氯离子的在土壤中的运移速度明显大于硫酸根离子的运移速度。.（5）用所建立的HYDRUS-1D模型对土壤含盐量分布进行模拟，用土柱试验测得的试验值对模拟值进行验证，结果表明所建模型能够很好的再现潜在蒸散过程中盐分在砂质粘壤土中的运移过程。揭示了非灌溉地区盐分在土壤中潜在蒸散的运移规律。.（6）对模型中参数的敏感性进行分析，得到的数据显示参数的敏感性由高到低依次为：饱和含水率、经验参数、纵向弥散度、土壤饱和导水率、经验参数、经验参数、残余含水率。