人工回灌能够缓解地面沉降、地裂缝等环境地质问题,但回灌水的注入会打破原始地下水动力场和水化学场的平衡,对回灌区的地下水质安全造成影响。而胶体广泛存在于地下水中,且对地下水中重金属、有机组分、无机组分等的迁移过程有很大的影响。本文旨在查明回灌场地天然胶体的类型及其在含水层中的迁移规律及其影响因素。论文综合运用野外调查、室内实验、数值模拟等手段,以求得到较为客观的结论。本论文的成果主要包括以下几点:1、本次采用水样超滤法对野外回灌水源和原始地下水进行了取样分析,结合水质、各级滤膜的测试数据,对场地天然胶体类型进行了识别。结果显示:粒径在100KDa~0.45μm范围内无机胶体占主要部分,在50~100KDa内有机胶体占主要部分。结合场地条件,综合考虑各组分在有机胶体和无机胶体中所占比例及自身特征,本次研究选取了腐殖酸胶体代表有机胶体和二氧化硅胶体代表无机胶体为主要研究对象。2、在本次场地胶体种类识别的结果上,重点考察了腐殖酸胶体和二氧化硅胶体在不同水化学条件和水动力条件下的粒径和电势电位变化规律。其中腐殖酸胶体和二氧化硅胶体的粒径和电势电位(负电势)均随着悬浮液pH的升高而增大,即pH增大,胶体稳定性提高。而随着离子强度的升高,其粒径有增大的趋势而电势电位(负电势)出现下降趋势。即IS增大,胶体稳定性降低。3、通过构建胶体在线实时监测平台,实现了对典型胶体迁移过程的全程实时监控。通过监测不同离子强度(<0.0005M,0.02M,0.05M)、不同pH(5,7,9)以及不同地下水流速(0.1ml/min,0.2ml/min,0.4ml/min)条件下腐殖酸胶体和二氧化硅胶体迁移过程中的浓度变化、粒径分布特征,并结合DLVO相互作用能量图对天然胶体在含水层中的迁移机制进行了较为全面的深入探讨。结果表明,在相同的实验条件下,腐殖酸胶体与二氧化硅胶体在多孔介质中的迁移过程和规律略有不同,离子强度的变化对其迁移过程影响明显,流速和pH的变化也会影响其在含水层中的迁移。4、结合野外调研与室内实验结果,利用COMSOL Multiphysics多物理场模拟软件,针对本次构建模型中腐殖酸胶体和二氧化硅胶体的迁移过程进行模拟求解,模拟结果显示:随着IS的增大,胶体沉积速率常数attk也明显随之增大,即IS对胶体的沉积过程影响明显。其他pH等条件下,胶体沉积速率常数attk变化不大。本次模拟结果显示,在淋滤初期1PV内,胶体存在二次释放的现象,随着淋滤的不断进行,胶体浓度低于检出限,表明胶体迁移能力强,对回灌区水质存在威胁。