河口变盐度条件下海水—地下水相互作用的数值模拟

发布时间：2020-07-01 21:29

【摘要】：随着海岸带资源环境问题的日益突出,海岸带含水层中海水-地下水相互作用过程已经成为水文地质学领域的热点问题。早期有很多基于地下水水头随潮汐变化的数值模拟研究,但都把海向盐度边界值取为一个恒定值。在河口地区,涨潮时海水流入造成地表水盐度升高,落潮时内陆淡水涌入造成地表水盐度降低,为了使模拟结果更接近于自然界中的实际情况,本文改进了MARUN数值模拟程序,增加了盐度随着潮汐变化的边界条件。本文首先展示了在中国海南省东寨港湾附近的一个海潮沟内盐度随潮汐做显著的周期性变化的观测结果,然后提出了一个设想的海岸带含水层模型,用数值模型模拟研究潮汐性盐度变化对于地下水流动以及盐度分布情况的影响。与恒定盐度条件情况类似,在潮汐性盐度变化条件下同样在含水层中形成了一个上部的盐晕和一个下部的经典盐楔。但是在潮汐性盐度波动情况下,高盐度的盐晕仅仅出现在内陆方向潮间带中靠近高潮线的位置,并且其形状类似于一个“盐舌”。进一步计算表明,潮汐性盐度变化条件对海水-地下水循环过程和海底地下水排泄(submarine groundwater discharge)具有非常重要的影响,在潮汐性盐度变化条件下,再循环海底地下水排泄量能够达到定盐度条件下的1.3倍,尤其是在低潮线以下的潮下带地区,海底地下水排泄量能够达到定盐度条件下海底地下水排泄量的2倍。对模型中盐度梯度、潮下带地下水盐度和流速的分析表明,潮汐性盐度变化条件能够减小含水层右边界等效淡水水头、产生地下水不稳定流以及增强分子扩散和机械弥散作用,从而促进海水-地下水相互作用过程。在上述结果的基础上,本文还基于不同的内陆淡水补给量和渗透系数进行了敏感性分析,结果表明不同参数条件变盐度条件下再循环海底地下水排泄量达到定盐度条件下的1.2~1.3倍,潮下带海底地下水排泄量达到定盐度条件下的1.6~2.6倍。确定了潮汐性盐度变化条件的重要作用,在对河口海岸带的研究中必须考虑潮汐性盐度变化条件的影响。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P641.2;P731.2
【图文】：

技术路线图

区域图,野外观测,区域图

图 2-1 野外观测区域图外观测方法与结果外观测点位于中国海南省东寨港自然保护区内的演丰河下游潮水沟内河流入海口附近，海向区域地形较为平缓，在某典型区域（如图 2-1 所同时监测水压、温度、电导率的传感器（型号为 CTD-Diver，Schlumberg度和水压观测。CTD-Diver 具有陶瓷外壳，每种参数可以记录 16000 径 22mm，长度 183mm，可以在 10m 水位范围内进行测量，精度为.1%，分辨率为 0.2cm 水柱，水温测量范围为-20~80℃，精度±0.1℃01℃，电导率测量范围 0~80mS/cm，精度±1%，分辨率为±0.1%。通盐度的关系能够计算出各时刻监测点附近的孔隙水盐度，观测周期测时间间隔为 30 分钟，一共获取 48 组数据，观测期是从 2010 年 6 月

【参考文献】