泥质海岸带咸淡水界面的运动机理.pdf

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1、ISSN10O9—2722海洋地质前沿第28卷第11期CN37-1475／PMarineGeologyFrontiersVol28NO11文章编号：1009—2722(2012)11—0027—04泥质海岸带咸淡水界面的运动机理刘森。，高茂生。，刘红军，张志忠。(1中国海洋大学环境科学与工程学院，青岛266100；2国土资源部海洋油气资源和环境地质重点实验室，青岛266071；3青岛海洋地质研究所，青岛266071)摘要：咸淡水界面运动机理是当今国际海岸带水文地质学的热点问题。泥质海岸带中古环境变化(历次海侵)构成了现代咸水

2、入侵发生的背景；围填海等人类工程加剧了现代咸水入侵进程；过量开采地下水(卤水)引起地下水位下降，含水层中淡水水头低于附近咸水水头，破坏淡水与海水之间的水动力平衡是造成成水入侵的内在原因。综述了海岸带地区咸水入侵研究程度及进展，分析并掌握咸淡水界面运动机理对于泥质海岸水文环境保护和生态修复有重要的意义。关键词：咸水入侵；成淡水界面；泥质海岸带中图分类号：P736．21文献标识码：A海岸带作为陆地与海洋的交界处，其生态系统具有复合性、边缘性和活跃性的特征。咸水入l研究进展侵是指在地质历史上形成的海相沉积地层中的咸水(卤水)越过先

3、前的咸淡水界面入侵到陆上的地国外学者更加注重对咸水入侵中咸淡水界面下淡水含水层。咸水人侵呈“点一线一面”方式扩的运移位置研究，早在100多年前，Ghyben和展分布，引起水质恶化、土壤盐渍化等环境地质问Herzbergc]定量研究了海岸带咸淡水之间的关题。目前咸(海)水入侵的研究与治理已引起海岸系，提出了依赖潜水位确定咸淡水突变界面位置带研究者的普遍关注，泥质海岸带中咸水入侵已的数学公式。随后，Hubbertl、Bearl1、Izuka成为沿海地区主要的环境水文地质问题之一。近和Gingerich[1。在此基础上对咸淡水界面

4、位置进代由于人们过量开采地下水，造成海岸带陆地一行了进一步研究。DaganG。研究具有空问可变侧地下水水位下降，使含水层中淡水水头低于附渗透性的含水层中海水淡水突变界面问题。近咸(海)水水头，引起海水回灌，从而造成严重的Kooi和Croenl1们分别运用突变界面解析模型和生态与环境破坏。如何准确分析咸水入侵中成淡变密度数值模型在研究滨海含水层系统向海底的水界面的运移机理，模拟与预测其未来发展趋势，延伸中得到：在有利于形成比较宽的淡水楔形条是海岸带环境水文地质研究所面临的一道难件下，突变界面模型会低估淡水向海的延伸。题Moor

5、等【¨]利用突变界面与模型研究了美国Yu—catanPeninsula东北海岸的咸淡水关系。Mercer收稿日期：20121O一12与Wilsonl2等分别用有限差分与有限元方法模基金项目：国家自然科学基金项目(41072216；41172228)；拟了突变界面的运移。国土资源大调查项目(GZH201200505)国内学者侧重于咸淡水界面的动态变化以及作者简介：刘森(1989一)，男，在读硕士，主要从事环境工程专业研究工作．Email：luicent@sina．CO1TI水文地球作用机理方面的探讨。薛禹群l】在28Marin

6、eGeologyFrontiers海洋地质前沿2O12年11月1994年提出用改进特征有限元法来求解高度非潜水含水层：Q一一线性的咸水入侵问题，以克服在求解时碰到的数值弥散和振荡困难；Zhou[1通过考察界面上下任承压含水层：Q一(Md)意点的水头描述，提出了根据咸水带任意点咸水式中：Q为人海淡水单宽流量；测压水头和淡水带任意点淡水测压水头确定咸淡z为咸水入侵宽度；水界面位置的方法；周训[1。通过研究Ghyben—K为含水层渗透系数；Herzberg公式得到当滨海均质各向同性潜水含H为潜水含水层底板在海平面下的深度；水层中地

7、下水流处于稳定状态且满足Dupuit假w为单位面积潜水含水层上大气降水渗入设时，根据海岸带同一垂直线上界面之下任意点量；(含界面)的咸水测压水头和界面之上任意点(自M为承压含水层厚度；潜水面至界面)的淡水测压水头也可以确定咸淡d为承压含水层顶板在海平面下的深度。水界面位置；李国敏口、成建梅等叩建立了三维由上式可见，Q与Z成反比，由于地下水的开变密度对流一弥散水质数学模型来研究咸淡水界采，淡水人海量Q减少，使咸水入侵宽度z增大，面地下水运移规律；张奇_2、郑西来引、赵即咸水入侵加剧。健_2、唐心强朝等通过实验、调查和物探的方法

8、进行咸淡水界面与水文地球化学作用机理探讨。地下水水位j．降水入渗综上，国外学者更加注重咸淡水界面的运动lll111I机理，主要以数值模型为主，通过数学方法与计算—iIfT格式进行咸淡水界面的研究。国内学者根据水文南。地面蒸发V。{地质条件进行咸淡水界面的动态变化及水文地球【。Q向化学过程探