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1.
海潮波动可以引起海岸带有越流的承压含水层地下水头发生波动。建立了基于有限差分法的滨海地区一维承压含水层地下水运动数值模型。通过将潮汐波动概化为正弦波,分别对初始水头水平及线性倾斜的承压含水层模拟了滨海地区有越流的承压含水层地下水头随潮汐波动的变化。通过对两种情形下的变化比较,结果表明,受海潮影响的滨海承压含水层地下水头与海潮有相似的波动特征,但变幅减小,受海潮的影响程度与离海岸的距离有关,随着离海岸距离的增加,地下水头的变幅及潮汐效率呈负指数函数衰减,水头倾斜情形下变幅更小,潮汐效率更小,滞后时间更短,地下水头对海潮的滞后时间随距离呈线性增加。 相似文献
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海潮波动可以引起海岸带地下水位发生波动。建立了基于有限差分法的滨海地区一维承压含水层地下水运动数值模型。将潮汐波动概化为正弦波,模拟了滨海地区地下水位随潮汐波动的变化。通过与初始水位水平的承压含水层水位变化的比较表明,受海潮影响的滨海承压含水层地下水位与海潮有相似的波动特征,但变幅减小,受海潮的影响程度与离海岸的距离有关,随着离海岸距离的增加,地下水位的变幅及潮汐效率呈负指数函数衰减,但比前者变化程度稍缓,地下水位对海潮的滞后时间随距离呈线性增加。 相似文献
3.
目前对潜水含水层地下水潮汐效应和水文地质参数求解方法的研究相对较少.通过对福建古雷半岛滨海潜水含水层地下水潮汐效应和海水潮汐动态的观测, 运用Fourier频谱分析方法确定了研究区海水潮汐波动方程(波动特征参数), 并以此作为地下水的边界条件, 推导了潜水含水层地下水潮汐效应的波动方程, 利用最小二乘法以地下水水位波动观测值为目标函数对潜水含水层的渗透系数与重力给水度的比值进行了反演识别, 为类似地区水文地质参数的确定提供了借鉴, 也为该区后续地下水中溶质迁移规律的研究奠定了基础. 相似文献
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在沿海地区,尤其是围海造陆工程形成的陆域地区地下水水位受潮汐影响较大,使传统水文地质试验求取含水层参数存在较大误差。因此通过合理概化地下水在潮汐作用下运动规律,建立数学模型,推导解析公式求取沿海含水层参数具有重要意义。分析天津滨海新区两处观测孔地下水位及潮汐波动特征,在滞后时间不明显的情况下,利用观测孔水位变幅数据计算了含水层水头扩散系数,并根据承压含水层储水系数经验值进一步获得含水层渗透系数。通过两个观测孔分别计算,对比计算结果互相验证发现,该方法取得了令人满意的结果。利用地下水潮汐效应计算含水层参数可以广泛应用于沿海地区水文地质工作中。 相似文献
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在滨海地区,地下水水位受潮汐波动影响较大,使得传统的抽水试验、水位回复试验等方法确定含水层参数存在困难且花费较大。通过对广西北海市滨海含水层地下水位动态资料进行分析,发现其上升段和下降段是不对称的。基于海岸带承压含水层正弦潮汐波的传播理论,提出了确定含水层参数的分段法,并与振幅衰减法和滞后时间法进行对比,各种方法求出的储水系数与导水系数之比(S/T)很接近,说明分段法是有效的。对于北海市滨海含水层,上升段求出的S/T值比下降段要大,其成因机理还有待进一步分析。 相似文献
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山东烟台夹河中、下游地区海水入侵三维水质数值模拟研究 总被引：17，自引：0，他引：17
建立了三维变密度对流弥散水质数学模型来研究山东省烟台夹河中、下游地区咸淡水界面的运移规律。以四面体为基本离散单元 ,推导出三维海水入侵变密度水质模型求解的数值方法 ,其中水流方程求解时运用了迦辽金有限单元法。溶质运移方程求解时运用了欧拉拉格朗日混合方法 ,将对流项与弥散项分离 ,用传统迦辽金有限元方法求解弥散项 ;采用自适应MOC MMOC法求解对流项 ,以消除人工过量和数值弥散。根据地下水的潮汐效应观测信息 ,确定了含水系统的海底延伸边界 ;利用该地区地下水水头及水质长观资料识别了模型的水文地质参数 ,探讨了夹河地区海水入侵的原因 :认为夹河下游地区滨海地带地下水过量开采是造成烟台地区海水入侵的主要原因。此外 ,海水随潮定期地倒灌进入夹河 ,通过局部岩性天窗侵入淡水含水层加剧了沿夹河河床两侧地下水的咸化。同时还预测了几种情况下地下水的水质演化趋势 ,为防止和减轻夹河地区海水入侵提供合理、科学的依据。 相似文献
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通过对一个滨海多层含水层系统的考察,该含水层系统由上、下弱透水层和介于中间的承压含水层组成,海底露头处被淤泥层覆盖.建立了描述该系统中地下水水头随潮汐波动的数学模型,并得到其解析解.该解析解与六个基本参数有关,分别是承压含水层的海潮传播参数,淤泥层的无量纲透水系数,上下弱透层与承压含水层贮水率的比率 (无量纲)和上下弱透层的无量纲越流.当这些参数取某些特殊值时,我们的解便化简为前人考虑的几种简单情形对应的解.分析表明,承压含水层中地下水水头波幅是上、下弱透水层贮水率和越流系数的减函数,是淤泥层相对透水系数的增函数;波动相位(时滞)是上、下弱透水层贮水率和越流系数的增函数,是淤泥层相对透水系数的减函数. 相似文献
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海岸带咸淡水界面位置确定方法的介绍 总被引：1，自引：1，他引：0
Ghyben-Herzberg公式依赖潜水位确定海岸带咸淡水界面位置,被广泛应用但存在误差。Hubbert公式严格描述突变界面问题的水头和界面位置之间的关系,但在实际中难以应用。通过考察咸淡水界面之下咸水带任意点的压力平衡关系和咸水带及淡水带任意点的水头描述得知,当地下水流处于稳定状态且满足Dupuit假设时,可以根据同一垂直线上界面之下咸水带任意点(含界面)的咸水测压水头和界面之上淡水带任意点(自潜水面至界面)的淡水测压水头确定滨海均质各向同性潜水含水层咸淡水界面的位置。Ghyben-Herzberg公式是这一方法的特例,描述界面位置的Hubbert公式也是该方法的一个特例。这一方法需要两个相邻的分别揭露淡水带和咸水带的测压孔。 相似文献
9.
含水层的压力传导系数是地下水溶质运移及扩散的重要参数,通常压力传导系数由抽水试验确定,即通过抽水给地下水系统一个扰动,然后监测地下水水位的响应,进而计算压力传导系数。对滨海地区含水层来说,潮汐波动就是天然的抽(注)水试验。潮汐由不同频率的分潮构成,前两项主频潮汐基本可代表潮汐主要特征。利用地下水水位对潮汐的响应,识别含水层压力传导系数。在推导出地下水对双频潮汐响应的解析解的基础上,提出了潮汐信号衰减法识别压力传导系数,并做了敏感性分析。通过对数值解叠加高斯噪音信号进行参数估算,证明该方法估算压力传导系数具有较高的可靠性和实用性。 相似文献
10.
滨海地区社会与经济的发展引发了各种各样的水文地质问题, 因此对滨海地区的水文地质条件, 尤其是地下水与海水之间的水力联系的研究尤为重要.本文考察了海底露头处具有淤泥层的滨海含水层系统中由海潮引起的水头波动.该系统由潜水含水层、承压含水层和介于其间的弱透水层构成.建立了该系统的数学模型, 得到了该模型的解析解.该解析解包含2个无量纲参数: 弱透水层的相对越流系数和淤泥层的相对透水系数.解析解表明, 淤泥层使各处的水头波幅被缩小了一个常数倍(波幅缩减因子), 并使各处的波动相位产生了一个不超过45°的正位移常数(时滞).该时滞对半日潮不超过1.5h, 对全日潮不超过3h.波幅缩减因子和正位移常数只与弱透水层的相对越流系数和淤泥层的相对透水系数有关.当这两个无量纲参数取某些特殊值时, 本次研究的解和前人考虑的几种较简单情形所对应的解一致.承压含水层中水头波幅随着淤泥层的相对透水系数的递增而严格递增, 随弱透水层的相对越流系数的递增而严格递减; 波动相位随着这2个无量纲参数的递增均严格递减.分析表明弱透水层的越流和淤泥层的存在均对承压含水层水头波动有显著影响. 相似文献
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海底泉在滨海地下水排泄过程中起着重要的作用。本文给出了含有一个海底泉的在海底延伸的越流承压含水层系统中地下水水头在海潮作用下波动的近似解析解。该含水层顶底板隔水且向海底延伸有限距离。假设含水层的海底露头被一层隔水层覆盖,海底泉由一个渗透性很好的完全穿透海底含水层硕板的圆柱体渗漏天窗（海底泉孔）来表示。近似解析解中包含了6个参数：承压含水层的海潮传播参数,海底泉孔中心到海岸线的距离,表示泉的圆柱体的等效半径,海底泉孔中心到含水层海底露头处的距离,承压含水层的海潮载荷效率和弱透水层的越流。分析表明,如果海底泉孔中心到海岸线的距离远大于泉孔的等效半径,且海底泉孔中心到含水层海底露头处的距离远大于泉孔的等效半径时,解析解的近似误差可以忽略。然后本文讨论了解析解的两个基本性质,分析了海底泉对海底地下水水头波动的影响。 相似文献
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A new analytical solution is developed for describing groundwater level fluctuations in a coupled leaky confined aquifer system
which consists of an unconfined aquifer, confined aquifer, and an aquitard in between. The aquifer system has a tidal boundary
at the seashore, a no flow boundary at remote inland side, and a confined aquifer extending under the sea and terminated with
an outlet-capping. This new solution has shown to be a generalisation of most existing analytical solutions for a tidal aquifer
system which includes single confined and leaky confined aquifers. In addition, the solution is used to explore the influences
of the dimensionless leakance of the outlet-capping, the dimensionless hydraulic diffusivities, and the leakages of the inland
and offshore aquitards on the head responses in the leaky confined aquifer. 相似文献
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利用岸边水头动态确定含水层在临海方向上的边界 总被引：5，自引：1，他引：5
本文建立了潮汐效率与越流共同作用条件下承压水头动态的数学模型.利用复变函数的基本原理,考虑到地下水流动的连续性,推导出了相应的承压水头动态公式.以此动态公式为基础,提出了直接利用承压水头的潮汐动态来确定延伸到海底的含水层长度(边界条件)的计算方法.最后结合广西北海市的地下水头长观资料,对上述方法进行了应用和分析研究. 相似文献
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Tide-induced head fluctuations in a coastal aquifer: effects of the elastic storage and leakage of the submarine outlet-capping 总被引：1，自引：1，他引：0
This paper considers the tidal head fluctuations in a single coastal confined aquifer which extends under the sea for a certain distance. Its submarine outlet is covered by a silt-layer with properties dissimilar to the aquifer. Recently, Li et al. (2007) gave an analytical solution for such a system which neglected the effect of the elastic storage (specific storage) of the outlet-capping. This article presents an analytical solution which generalizes their work by incorporating the elastic storage of the outlet-capping. It is found that if the outlet-capping is thick enough in the horizontal direction, its elastic storage has a significant enhancing effect on the tidal head fluctuation. Ignoring this elastic storage will lead to significant errors in predicting the relationship of the head fluctuation and the aquifer hydrogeological properties. Quantitative analysis shows the effect of the elastic storage of the outlet-capping on the groundwater head fluctuation. Quantitative conditions are given under which the effect of this elastic storage on the aquifer’s tide-induced head fluctuation is negligible. Li, H.L., Li, G.Y., Chen, J.M., Boufadel, M.C. (2007) Tide-induced head fluctuations in a confined aquifer with sediment covering its outlet at the sea floor. [Fluctuations du niveau piézométrique induites par la marée dans un aquifère captif à décharge sous-marine.] Water Resour. Res 43, doi:10.1029/2005WR004724 相似文献
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A data-driven approach for analyzing dynamics of tide–aquifer interaction in coastal aquifer systems
Analysis of tidal effects on aquifer systems plays an important role in coastal aquifer management owing to various hydrological,
engineering and environmental problems in coastal areas. Using the real-world data of unconfined and confined aquifers, a
data-driven approach is presented in this study for the analysis of tide–aquifer interaction in coastal aquifers. Six analytical
tide–aquifer interaction models were selected which take into account the effects of vertical beach, sloping beach, tidal
loading, aquifer leakage, outlet capping, and combined leakage and outlet capping on tide-induced groundwater fluctuations.
The tide–aquifer interaction datasets were obtained from the Konan groundwater basin (unconfined aquifer) of Japan and the
Dridrate groundwater basin (confined aquifer) of Morocco. The analysis of the results obtained by the sloping beach model
revealed that for a given beach slope, the amplitude of groundwater level increases with an increase in aquifer diffusivity
and a decrease in aquifer thickness. However, no significant effect of beach slope was observed in this study at unconfined
sites for all the datasets. The influence of tidal loading was found to be considerably less for all the three confined sites.
Further, the analysis of the results of the leakage model indicated that with an increase in leakage into the aquifer, the
amplitude of groundwater level as well as the phase shift (time lag) decreases. Of all the confined and unconfined datasets,
only two confined sites were found to be affected by outlet capping. Overall, it is concluded that the coastal beach bordering
the Konan basin is not significantly sloping, the contribution of tidal loading to tide-induced groundwater fluctuations in
the Dridrate aquifer is not appreciable, and that the aquifer leakage and outlet capping do not exist at the unconfined sites
under investigation. 相似文献
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在地下水扩散方程中,压力传导系数是描述地下水运动的重要参数。传统的方法是通过抽水或注水给地下水系统一个扰动,监测地下水水位的响应,由此计算含水层的压力传导系数。文章提出用潮汐衰减率方法识别含水层压力传导系数,其适用于滨海区承压含水层的参数识别。在推导出解析解的基础上,通过数值拟合、最小二乘法、牛顿迭代法求得含水层的压力传导系数,提出潮汐衰减率的概念,建立余切函数与潮汐衰减率的线性关系,用线性关系中的斜率和截距识别压力传导系数。用潮汐衰减率方法识别出的压力传导系数与其实际值相等,说明该方法是正确有效的。潮汐信号衰减率与海水振荡的余切函数线性相关。数值仿真表明,该方法可以准确地估算出含水层的压力传导系数。潮汐衰减率方法具有少打井,经济高效等优点。潮汐衰减率方法为实际工程应用提供了可靠的理论基础,它可以用于部分实际工程中。该方法的局限性在于需要提供含水层的部分参数,如含水层的长度、海水波动振幅、频率等。 相似文献
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Groundwater flow in a peninsula or an elongated island is influenced by tidal fluctuations on both sides of the peninsula or island, which is named as dual tidal fluctuations. In this study, semianalytical solutions of transient groundwater flow in response to dual tidal fluctuations in an aquifer–aquitard system were presented for cases with and without the aquitard storage. These solutions were first derived using the Laplace transform and subsequently computed by the Fourier series numerical inverse Laplace transform. The derived solutions were found to agree very well with the results of numerical simulations by MODFLOW. The solution ignoring the aquitard storage approached the quasi‐steady state solution quickly when the mean sea level initial condition was used. The solutions with and without the aquitard storage were nearly the same at the early time and were separated from each other during the intermediate time, and the difference of solutions became constant at late time for small aquifer/aquitard storativity ratio and large tidal frequency. The propagation bias, which is the departure from the theoretical ratio of tidal attenuation to tidal lag, was enhanced not only with increase of the dimensionless specific leakage (aquitard/aquifer hydraulic conductance ratio) but also with decrease of the aquifer/aquitard storativity ratio and with the increase of the dimensionless tidal frequency. The solution with the aquitard storage was more sensitive to these three parameters. The newly developed solutions were capable of handling realistic initial conditions that might be approximated by piecewise linear functions. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献