大沽河下游地区地下水氯离子时空变化特征与调控的数值模拟

发布时间：2023-01-25 17:49

　　海水入侵是沿海地区发生的普遍现象,是由于人类超量开采地下水,引起地下水位大幅度下降,破坏了原有的咸淡水之间的水动力平衡,导致海水侵入内陆淡水含水层的现象。青岛市大沽河流域自1976年开始,经历了连续几年的干旱,为缓解用水危机,在大沽河两岸大量开采地下水向市区供水,造成地下水位持续下降,引发了严重的海水入侵现象。为控制海水入侵,1998年在下游麻湾庄地区修建了地下截渗墙,在阻止海水向内陆的侵入的同时,也在截渗墙北侧残留了一定区域的咸水体,严重影响当地人民的生产和生活。本文以大沽河下游为研究区,面积为1283 km~2,在收集研究区的气象、水文、土壤和水文地质等资料基础上,结合对土壤含水量、地下水的野外监测,构建了研究区水文地质概念模型,进而建立了研究区二维非稳定地下水流和氯离子运移数学模型。利用GMS软件中的MODFLOW和MT3DMS模块对数学模型求解,以2017年3月至7月作为模型的识别期,2017年8月至2018年7月作为验证期,通过对观测值与计算值的拟合对模型进行了识别和验证,并以氯离子浓度250 mg/L作为咸淡水的界线,利用该模型模拟了多种预设情景下氯离子浓度变化与咸水体的分... 

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 地下水问题的数值模拟
    1.3 海(咸)水入侵研究
        1.3.1 海水入侵概念及判别指标
        1.3.2 国外海水入侵研究
        1.3.3 国内海水入侵研究
    1.4 主要研究内容及技术路线
第二章 实验方法与材料
    2.1 研究区概况
        2.1.1 地理位置
        2.1.2 气候特征
        2.1.3 水文条件
        2.1.4 水文地质条件
    2.2 地下水位-水质监测
        2.2.1 地下水位监测
        2.2.2 地下水质监测
    2.3 土壤基本物理性质的测定
        2.3.1 土壤粒径分析
        2.3.2 土壤容重
        2.3.3 土壤含水量
        2.3.4 土壤其他物理性质
        2.3.5 土壤含水量时空变化规律
    2.4 GMS软件介绍
第三章 大沽河下游地区地下水流-水质数值模型
    3.1 研究区水文地质概念模型
        3.1.1 研究区范围及边界条件概化
        3.1.2 含水层内部结构
        3.1.3 源汇项概化
        3.1.4 水文地质参数分区
    3.2 地下水流数值模型
        3.2.1 数学模型的建立
        3.2.2 数学模型的求解
        3.2.3 水流模型的识别结果
        3.2.4 水流模型的验证结果
    3.3 地下水氯离子运移的数值模拟
        3.3.1 氯离子运移数学模型
        3.3.2 氯离子运移参数的选取
        3.3.3 氯离子运移模型的识别
        3.3.4 氯离子运移模型的验证
    3.4 本章小结
第四章 节水灌溉方案及咸水体调控
    4.1 土壤含水量动态变化特征研究
        4.1.1 监测点土地利用类型及土壤质地分析
        4.1.2 土壤含水量回归方程的建立
        4.1.3 土壤含水量时空分布等值线
    4.2 研究区作物需水量研究
        4.2.1 监测点不同深度田间持水量计算
        4.2.2 冬小麦-夏玉米不同生育期需水量的计算
        4.2.3 节水灌溉方案研究
    4.3 节水灌溉模式下地下水水位及氯离子含量的预测
        4.3.1 节水灌溉后地下水位的变化情况
        4.3.2 节水灌溉后氯离子浓度的变化情况
    4.4 本章小结
第五章 不同预设情景下地下水氯离子运移的数值模拟
    5.1 不同水文年氯离子运移的预测
    5.2 多年平均降雨量时氯离子运移五年预测
    5.3 河流渗漏补给作用下氯离子运移的预测
    5.4 连续开采情况下氯离子运移的预测
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 不足与展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3731631