【摘要】：濱海地區(qū)由于人口增加和經(jīng)濟(jì)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(lǐng)域重要的研究方向。自上世紀(jì)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(dòng)態(tài)失衡,咸淡水界面向內(nèi)陸移動(dòng),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(yán)重。濱海含水層海岸帶咸水與淡水之間界面的位置、形狀、運(yùn)移及其預(yù)測(cè)是研究海水入侵的核心內(nèi)容。模擬濱海含水層咸淡水界面,本文在設(shè)計(jì)、制作實(shí)驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上,利用模擬實(shí)驗(yàn)裝置,并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)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(jī)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(duì)咸淡水界面形狀、位置等的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)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(nèi)陸延伸的最遠(yuǎn)距離愈大。采用FEFLOW構(gòu)建有限元模型,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行二維剖面模擬。結(jié)果顯示,咸、淡水之間密度差大小直接影響著界面最遠(yuǎn)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(dá)到平衡穩(wěn)定時(shí)所需時(shí)間越長。所得結(jié)論,與宋超(2015)的研究結(jié)論較為符合。界面達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)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(cè)量出界面向淡水端延伸最遠(yuǎn)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(cè)孔水位由淡水端到咸水端逐漸降低。當(dāng)不存在咸淡水界面時(shí),同一水位觀測(cè)線上觀測(cè)孔水位變化很小,幾乎水平。當(dāng)存在咸淡水界面時(shí),同一水位觀測(cè)線咸淡水界面之上觀測(cè)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(diǎn)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(cè)點(diǎn)的水頭均在均在0-6 cm之間,符合實(shí)際情況。咸淡水界面向內(nèi)陸延伸最遠(yuǎn)距離的計(jì)算采用周訓(xùn)(2016)提出的最新計(jì)算公式,算出的結(jié)果略大于實(shí)際測(cè)量值。距離咸水邊界23 cm、46 cm、69 cm處咸淡水界面深度計(jì)算所得出的值小于實(shí)際測(cè)量值。對(duì)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(huì)增大,與實(shí)際結(jié)果相符。
【圖文】：

技術(shù)路線示意圖

圖 2-1 實(shí)驗(yàn)裝置圖；2-潛水位；3-咸淡水界面；4-地下水流方向；5-測(cè)壓孔；6-咸水；7-固定隔度 54cm，，右側(cè)擋板高度 60cm）；8-淡水；9-咸水出水口；10-咸水進(jìn)水口；1口；12-淡水出水口；13-金屬支架；14-咸水水箱
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P731.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2611274