【摘要】：濱海地區(qū)由于人口增加和經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,供水需求隨之增加。如何有效地開發(fā)利用海岸帶地下水資源,成為地下水領域重要的研究方向。自上世紀中葉以來,海岸帶地下水資源不合理開發(fā)使用的現(xiàn)象屢屢出現(xiàn)。海岸帶地下水位下降致使地下水動態(tài)失衡,咸淡水界面向內陸移動,造成海水入侵。我國的山東萊州、遼寧大連等沿海地區(qū)也出現(xiàn)海水入侵,且日益嚴重。濱海含水層海岸帶咸水與淡水之間界面的位置、形狀、運移及其預測是研究海水入侵的核心內容。模擬濱海含水層咸淡水界面,本文在設計、制作實驗裝置的基礎上,利用模擬實驗裝置,并對實驗結果進行數(shù)值模擬分析。研究海岸帶海水入侵過程中咸淡水界面的機理,探討淡水端與咸水端水頭差恒定的條件,咸水密度變化對咸淡水界面形狀、位置等的影響。實驗結果表明,在同一垂線,咸淡水界面之上和界面之下水頭變化基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。界面之上和界面之下水頭有明顯的差別,界面以下的咸水水位明顯低于界面以上的淡水水頭。密度差愈大,咸淡水界面向內陸延伸的最遠距離愈大。采用FEFLOW構建有限元模型,對實驗結果進行二維剖面模擬。結果顯示,咸、淡水之間密度差大小直接影響著界面最遠延伸距離。密度差越大,界面向淡水端延伸距離也愈大,其前沿速率也愈快,從而達到平衡穩(wěn)定時所需時間越長。所得結論,與宋超(2015)的研究結論較為符合。界面達到穩(wěn)定狀態(tài)的時間也由0.042 d左右增為至大約0.07 d左右。隨著咸水密度的減小,測量出界面向淡水端延伸最遠距離由89 cm減至為47 cm。咸淡水界面整體形態(tài)在后退過程中呈拋物線型,觀測孔水位由淡水端到咸水端逐漸降低。當不存在咸淡水界面時,同一水位觀測線上觀測孔水位變化很小,幾乎水平。當存在咸淡水界面時,同一水位觀測線咸淡水界面之上觀測孔淡水水頭大于界面之下的咸水水頭。除去中間過渡帶水位點的影響,界面之上淡水帶水頭和界面之下咸水帶水頭隨深度的增加變化也很小。所有觀測點的水頭均在均在0-6 cm之間,符合實際情況。咸淡水界面向內陸延伸最遠距離的計算采用周訓(2016)提出的最新計算公式,算出的結果略大于實際測量值。距離咸水邊界23 cm、46 cm、69 cm處咸淡水界面深度計算所得出的值小于實際測量值。對比同一位置處三種不同密度下咸淡水界面的深度,隨著密度的減小,界面深度會增大,與實際結果相符。
【圖文】：

技術路線示意圖

圖 2-1 實驗裝置圖；2-潛水位；3-咸淡水界面；4-地下水流方向；5-測壓孔；6-咸水；7-固定隔度 54cm，，右側擋板高度 60cm）；8-淡水；9-咸水出水口；10-咸水進水口；1口；12-淡水出水口；13-金屬支架；14-咸水水箱
【學位授予單位】：中國地質大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P731.2

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2611274