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时间:2018-10-30
《地层对海水入侵的控制作用和地下水管理意义》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、地层对海水入侵的控制作用和地下水管理意义[美]TracyNishikawa和A.J.Siade等冯翠娥译;李烨、段琦校译在美国加利福尼亚州的洛杉矶,抽取地下水导致大范围的地下水水位下降和沿海地区的海水入侵。本研究开发了基于SUTRA的溶质运移模型,来测试DominguezGap区域地层序列模型的水力特征,并评价地下水管理方案的影响。模型是二维垂直流的,遵循从太平洋通过DominguezGap的近似流线。结果表明,新识别的断层系统可以提供海水的运移途径,位于BentSpring和UpperWilmington的地层界线可以控
2、制海水的垂直运动。考虑了3种50年的水管理方案:(1)水管理方法没有变化;(2)修建了地下连续墙;(3)使内陆水位增加至海平面以上7.6m。采用方案(1)和(3),对海平面瞬间上升1m的影响进行了测试。根据两个100年的模拟结果表明,当海平面上升1m时,采用方案1,可能会加速海水入侵,而方案3对控制海水入侵比较有效。一、概述20世纪,在美国洛杉矶沿海广泛开发利用地下水,导致地下水位下降和海水入侵等相关问题(Poland等,1959;Land等,2004)。从上世纪50年代以来,已经采取了许多措施来解决这些问题,包括划定流域
3、范围和建立南加州盆地水补充管区(WRDSC),负责保护和管理该地区的地下水,采取的具体行动包括减少抽水和增加人工回灌。特别是为了避免海水入侵,在西海岸盆地、Dominguez海峡和Alamitos海峡建了三个控制井,沿海岸注入水,营造海水入侵水力帷幕(Reichard等,2003)。目前,每年大约有3.7×107m3的水被注入到3个控制井。虽然控制井对于减少海水入侵具有重要作用,但在DominguezGap仍有这一现象发生(Land等,2004)。美国地质调查局(USGS)与WRDSC合作,对洛杉矶沿海的地下水系统进行区域
4、分析(Land等,2002;Reichard等,2003;Land等,2004;Reichard和Johnson,2005)。近年来,美国地质调查局、WRDSC和洛杉矶公共建设局(LACDPW),在洛杉矶沿海DominguezGap区域进行了广泛的钻探研究工作(Hillhouse等,2002)。该研究的目标是确定这一地区详细的地层层序,以改进海水入侵控制战略。这一工作建立的顺序地层层序模型是基于由USGS建造的5口钻井资料,并由该地区现有的钻井资料进行补充(Ponti等,2007;Edwards等,2009)。(一)地质环
5、境和水文地质洛杉矶盆地西南的Dominguez海峡地区,包括与SanPedro海湾毗邻的洛杉矶县的沿海平原一部分、长堤市和托兰斯(地处长堤市西北)。地质构造方面,DominguezGap总体位于Wilmington的掩埋背斜,东北和西南边界分别为Newport-Inglewood断层系统和PalosVerdes断层。洛杉矶河的侵蚀河道有30m厚的全新统河流冲积物和河口沉积物,除此以外的大部分地区,地表出露有晚更新统冲积物、崩积物和近海沉积物。许多研究已经描述过DominguezGap地区的含水沉积层,其中最重要的是Pola
6、nd和Piper(1956)、Poland等(1959)、加利福尼亚水资源部(1961)和Zielbauer等(1962)的工作。在Woodring(1946)的工作之后,所有这些研究均将该地区的全新统和更新统沉积物分为3个基本系列。采用加利福尼亚水资源部(1961)的定义,下更新统系列由SanPedro地层组成,这是位于Wilmington背斜以上的海相单元,沿PalosVerdes和Newport-Inglewood隆起出露。SanPedro地层由3个主要的含水单元组成,从老到新分别为(1)Sunnyside含水层;(
7、2)Silverado含水层,这是该地区的富水含水层,局部厚度可以达到的200m;(3)Lynwood的上覆含水层。所有含水层主要由海砂组成,含细砂透镜体。Reichard等(2003)最近将这些含水层重新划分为下SanPedro(Sunnyside)含水层和上SanPedro上含水层(Silverado和Lynwood)系统。认为晚更新统Lakewood地层是不整合的上覆于SanPedro地层,由一系列浅海、河口、河流、和崩积沉积物组成,在托兰斯和长堤市地表出露。在Lakewood地层,识别出一个主要的含水单元,即Gag
8、e含水层(Reichard等,2003),该含水层主要由互层的细到中砂组成,局部有粗粒透镜体,一般较薄,与SanPedro含水层相比,岩性更为均质。在Lakewood地层之上,是全新统系列,主要由洛杉矶河流沉积物组成,夹细粒河口淤泥。上部的岩石地层单元与下层岩性和地层具有一定的关联,虽然这种方法对于确定
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