基于考虑降雨作用的海水入侵模型研究

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1、河海大学硕士学位论文考虑降雨作用的海水入侵模型研究姓名：钟启明申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：陈建生20060601摘要海岸带附近的地下水环境系统是容淡水环境、海水潮汐环境、咸淡水混合环境为一体的复杂系统。近些年来，由于人类活动在该地区日益深入频繁，使得对海岸带地下水环境的研究更是成为了当今学术界的热点和焦点。地下水不仅是水文循环的一个重要组成部分，也是人类不可缺少的一种自然资源，因水量稳定，水质良好，使其在社会发展和人民生活中的地位显得越来越重要。随着人口的迅速增加和生产的快速发展，地下水的开发规模与日俱增，从而导致一系列地质灾害和环境问题，海水入侵就是近年来世界滨海和

2、海岛出现的较为突出的环境地质灾害之一。本文在前人理论的基础上建立海水入侵模型，建立降雨淋滤条件下溶质在土壤中的运移模型，确定水动力弥散参数，推导溶质运移方程，并对方程进行求解，并且通过现场试验的检验，验证模型的正确性。通过对实验数据的总结分析，以对流弥散方程为基础，采用解析解，对溶质在土壤中的运移规律进行深入探讨，同时总结经验公式，描述淋滤阶段溶质浓度随时间的衰减规律。本文针对海岸带地下水的运移情况，开展了如下的工作：(1)根据海岸带地下水基本特征分析海水的入侵机理，在此基础上建立海水入侵的非稳定渗流模型，并对模型的解析解进行推求。分析影响地下水浓度变化的因素，推求海岸带地下水的浓

3、度分布情况。由erfc(x1近似公式推导地下水的运移参数，确定地下水的弥散系数和延迟因子。(2)考虑降雨淋滤对溶质运移的影响，分析影响入渗过程的条件，建立土壤水分运动控制方程，建立定解方程，求解定解方程的解析解。分析入渗强度的影响因素和表达式，验证Green—Ampt模型入渗解的正确性。根据Green-Ampt模型建立考虑降雨的非稳定渗流定解方程，并推求解析解。建立降雨淋滤时的垂直盐分运移模型并求解。(3)推导地下水二维潮汐运动的控制方程，根据不同的边界条件建立四分之一象限和半平面地下水二维潮汐运动定解方程，对四分之一象限潮汐运动采用格林函数法求解定解方程，对半平面潮汐运动采用分离

4、变量法求解定解方程，分别求出不同边界条件的地下水头随时间的变化函数。采用简洁的数学转换提出求解相应的轴向各向异性含水层地下水潮汐运动的理论与方法。(4)结合工程实践建立溶质运移模型，并通过现场试验的检验，验证模型的正确性。关键词：海水入侵；溶质运移：降雨入渗；二维潮汐运动AbstractThegroundwaterenvironmentsystemofthecostalzoneisacomplicatedsystemwhichincludesthefreshwaterenvironment，thetideenvironmentandthesalt—fleshwaterenviron

5、mentsystem．Inrecentyears，fortheactivityofthehumanhasbeenmoreandmorecontinuallywhichcausedtheresearchofthegroundwaterenvironmentsystemofthecostalzonebecameafocusoftheacademe．Groundwaterisnotonlyanimportantproportionofthewatercycle．butalsoanindispensablenatureresource，forthesteadysupplementandth

6、ewellquality,itbecomesmoleandmoreimportantinthesocialdevelopmentandthepeople’SdailylifelWiththerapidgrowthofthepopulationandthefastdevelopmentoftheindustryproduction，theexploitedrangeofthegroundwatergrewdaybyday,andcausedaseriesofgeologicaldisasterandenvironmentproblem，theseawaterintrusionison

7、eoftheoutstandingenvironmentalgeologyproblemsinthecostalzoneandmanyislands．Basedonthetheoryofpredecessor,inthedissertation，theseawaterintrusionmodelandthesolutetravelmodelunderthepreci!cIitationleachconditionwereestablished，thehydrodyna