【摘要】：在遠(yuǎn)離大陸的珊瑚礁島上,來(lái)自于降雨入滲的淡水在地下內(nèi)滲海水之上能夠形成形似透鏡的、薄且漂浮在內(nèi)滲海水之上的淡水體,這部分淡水資源被形象地稱為淡水透鏡體。珊瑚島的淡水透鏡體的形成主要受珊瑚島自身的地質(zhì)條件和自然的降雨-蒸發(fā)條件影響,本文以某人工珊瑚礁島為研究對(duì)象,從地質(zhì)條件和降雨補(bǔ)給量?jī)蓚�(gè)方面,基于現(xiàn)有的理論,估測(cè)了該珊瑚礁島淡水透鏡體可能延展到的范圍及形態(tài),并對(duì)其近地表層非飽和帶潛水面的形成過(guò)程進(jìn)行了探究,為進(jìn)一步研究淡水透鏡體奠定了基礎(chǔ)。從地質(zhì)條件出發(fā),依據(jù)對(duì)該島的多條測(cè)線的地質(zhì)鉆孔巖芯進(jìn)行大量的分層篩分實(shí)驗(yàn),獲取了該島地層的粒度變化規(guī)律,并將該島礁灰?guī)r以上松散層主要?jiǎng)澐譃榻乇韺雍驮钙簩?進(jìn)一步對(duì)分層取樣后不同原始級(jí)配的鈣質(zhì)砂進(jìn)行室內(nèi)滲透實(shí)驗(yàn),得到了該島大致的地層滲透性分布特征,綜合分析粒度分布和滲透性分布,以上部松散層粗-細(xì)變化界面和礁灰?guī)r的頂界面為判斷淡水體擴(kuò)展范圍的關(guān)鍵界線,估測(cè)了該島所能形成淡水透鏡體的大致邊界及形態(tài)特征。主要結(jié)論如下:該島礁灰?guī)r頂界橫向總體上南西邊緣較淺,北東邊緣較深,中間次之,即橫向上由南向北逐漸變深。該島軸向剖面上滲透系數(shù)普遍較小,海平面以上近地表層滲透性水平差異小,原礁坪松散層北部滲透性相對(duì)較強(qiáng),中部和西南部滲透性弱,西南部滲透性最弱。總體上淡水透鏡體在軸向上將出現(xiàn)中部最厚、西南部較厚、東北部較薄的特征,其過(guò)渡帶在東北部擴(kuò)展較寬,西南部擴(kuò)展較窄。從降雨入滲補(bǔ)給方面研究,以珊瑚島海平面以上非飽和帶作為研究對(duì)象,基于非飽和滲流理論,推導(dǎo)了降雨入滲及蒸發(fā)的理論模型,并通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)獲取了非飽和滲流模型的主要參數(shù):土-水特征曲線及非飽和導(dǎo)水率。其中,通過(guò)壓力板儀實(shí)驗(yàn),獲得了三種特征級(jí)配鈣質(zhì)砂的基質(zhì)吸力與體積含水率的散點(diǎn)數(shù)據(jù),并用不同的經(jīng)典理論模型進(jìn)行了土-水特征曲線的擬合;接著根據(jù)ChildsCollisGeroge理論公式,利用土-水特征曲線結(jié)果進(jìn)行了非飽和導(dǎo)水率的預(yù)測(cè),并基于瞬態(tài)剖面法原理,自行設(shè)計(jì)了一套室內(nèi)實(shí)驗(yàn)裝置,進(jìn)行非飽和導(dǎo)水率的室內(nèi)測(cè)定,對(duì)兩種方法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)論如下:用FredlundXing、鐘方杰、Van Genuchten模型擬合土-水特征曲線,其中FredlundXing、鐘方杰公式對(duì)三種級(jí)配的砂土都有較好的擬合效果,Van Genuchten模型不適用于礫砂的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合;實(shí)驗(yàn)測(cè)得的非飽和導(dǎo)水率值的變化趨勢(shì)與預(yù)測(cè)值相同,但量級(jí)上比理論預(yù)測(cè)值要偏大,這一結(jié)果與前人的研究成果相吻合�；诂F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的降雨、蒸發(fā)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)得到的滲流模型參數(shù),利用SEEP軟件進(jìn)行非飽和入滲-蒸發(fā)的數(shù)值模擬,得到了在當(dāng)前的降雨蒸發(fā)條件下的該珊瑚島單位面積上的年實(shí)際入滲補(bǔ)給量約為1072mm,根據(jù)水量平衡原理,即降雨入滲補(bǔ)給量等于島礁自身排水量,估算得到所研究的珊瑚島海平面以上最大潛水位的高度約為1.84m。通過(guò)Ghyben-Herzberg理論計(jì)算出淡水透鏡體的范圍,發(fā)現(xiàn)該值已經(jīng)超出了地層信息所揭示的淡水透鏡體的下界,分析其原因?yàn)槔碚撝道硐牖说趟唤缑鏋橥蛔兘缑?這顯然與實(shí)際不相符,也指明了進(jìn)一步對(duì)淡水透鏡體的研究應(yīng)該著重于對(duì)淡咸水過(guò)渡帶的研究。
【圖文】：

1 緒論到一年內(nèi)的降雨入滲引起的潛水面的變化。然后根的降雨-蒸發(fā)條件下非飽和帶中能達(dá)到的穩(wěn)定的潛hyben-Herzberg 理論模型估算出了淡水透鏡體的理析得到的淡水透鏡體的邊界范圍進(jìn)行了對(duì)比分析路線圖：

nds and Reefs前人的研究成果可知[76][77]，島礁地層的粒度變化情況及滲透性測(cè)淡水透鏡體的形成與演化具有極為重要的指導(dǎo)意義。因此針對(duì)置、不同深度的土壤顆粒粒度情況及滲透特性分布進(jìn)行了一系列為后續(xù)深入研究奠定了基礎(chǔ)。層粒度變化特征（Characteristics Of Grain Size Ch人工珊瑚礁島為研究對(duì)象，為了獲取有效的地質(zhì)信息，對(duì)該珊瑚了三條測(cè)線，并在每條測(cè)線上分別布置 2-3 個(gè)鉆孔。查閱相關(guān)沿北東方向，長(zhǎng)軸長(zhǎng)度約 3.7km，短軸長(zhǎng)度約 1.0km，平均海拔平坦。礁島所處海域潮差小，平均潮差約 1.5m。原礁坪在低潮，，高潮位時(shí)水深 1~5m；原o_湖水深介于 25~30m。瑚島的測(cè)線布置示意圖 2-1 如下：
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P75

【參考文獻(xiàn)】

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