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1.
中国沿海地区海水入侵机理及防治措施研究 总被引：5，自引：0，他引：5
早在1964年,中国大连市就发生了过量开采地下水引发的海水入侵现象。目前有十几座沿海城市发生了不同程度的海水入侵。海水入侵不仅恶化了滨海地区的生态环境,而且阻碍了沿海地区的经济发展。中国沿海地区海水入侵面积经历了20世纪80年代的快速增长后,近些年来呈缓慢增长态势,甚至有些地区海水入侵面积不再增加。为了深入了解海水入侵的机制,从20世纪70年代后期开始,有关学者相继开展了一系列研究,如通过水-岩间阳离子交换实验来了解海水入侵的地球化学作用,建立三维有限元变密度的过渡带数值模型模拟与预报海水入侵过程及发展趋势。为了预防和治理海水入侵,除了控制地下水开采量及开采布局外,沿海地区还园地制宜采取了相应的防治措施,包括人工补给、地下防渗帷幕、节水灌溉以及远距离调水等工程措施。 相似文献
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针对中国一些沿海地区地下水超采及由此带来的海水入侵问题,将地表水补给、抽水量及地下水位等相嵌在一起,建立了沿海地区地下水模拟优化管理模型。将人工鱼群算法和基于MODFLOW2000的变密度地下水流及溶质运移模型耦合起来,对沿海地区地下水模拟优化管理模型进行求解。以山东省威海市节水示范区为例,验证模型的有效性和可靠性。结果表明,10、11、12月份抽水量最大,以后至第2年5月份依次是减少的;从区域分布上看,在临海区域1号井处抽水量是3500～1120m3/月,在其它井处是6540～2920m3/月;与现行方案相比,增加总有效供水1990m3,地下水平均水位升高0.29m,海水入侵问题能够得到解决。计算结果合理可行,为沿海地区地下水资源的科学管理和持续利用提供可靠依据。 相似文献
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为实现滨海含水层地下水开采-回灌方案优化、控制海水入侵面积和降低海水入侵损失等多重管理目标,建立了海水入侵条件下地下水多目标模拟优化管理模型SWT-NPTSGA。模拟模型采用基于变密度流的数值模拟程序SEAWAT来模拟海水入侵过程。优化模型采用小生境Pareto禁忌遗传混合算法NPTSGA来求解,该算法在保证多目标权衡解的收敛性和计算效率的前提下,能维护整个进化群体的全局多样性。将SWT-NPTSGA程序应用于一个理想滨海含水层地下水开采方案和人工回灌控制海水入侵的优化设计中,结果表明该管理模型能够同时处理最大化总抽水流量、最小化人工回灌总量和最小化海水入侵范围等3个目标函数之间的权衡关系。通过采用人工回灌海水入侵区的减灾策略,既能增加滨海地区的供水量,又可减少海水入侵的范围,由此进一步验证了模型的有效性和可靠性。 相似文献
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《地下水》2021,(2)
我国沿海地区海水入侵现象频繁出现,海水入侵的相关研究对沿海地区社会经济的可持续发展具有重要的理论意义和实际价值。受地质条件的影响海水入侵方式呈多样性,主要包括层状第四系松散沉积物分布区的孔隙式层状入侵和构造裂隙发育分布区的脉状入侵形式。海水入侵监测在预测地下水水质条件及评价管理沿海地区含水层过程中是必不可少的,因此构建科学的海水入侵动态监测系统是防治海水入侵的重要技术途径。本文通过对荣成市俚岛镇变质岩山丘区裂隙水海水入侵现状和监测中存在问题的进行分析,根据"点-面结合"、"直接-间接结合"的监测原则提出了地下水海水入侵监测系统的布局,为俚岛镇地下水的持续利用与保护提供基础信息和依据。 相似文献
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海水入侵作为一个全球化的问题,正随着沿海地区对地下淡水需求的增加而不断加剧,其不断发展引起地下水水质
恶化、土壤盐渍化等一系列生态环境问题。海水入侵的相关研究既具有重要的理论意义,对沿海地区的可持续发展也有重
要的实际价值,因此逐渐成为了国际研究的热点。随着数值计算方法及计算平台的不断发展,数值模拟方法已经成为研究
海水入侵问题最有效的工具之一。文章总结归纳了多种海岸带类型的划分方法与标准,从海岸带水文地质学的角度将海岸
带概括为松散岩类和基岩类两大类,并将其含水介质分别概化为等效多孔介质和裂隙岩溶介质。在此基础上,分析阐述这
两类含水介质海水入侵的数值模拟方法及其适用性,对当前海水入侵数值模拟方法进行了较为全面的概括。此外,对海水
入侵数值模拟方法的发展方向及趋势进行了展望,指出考虑密度变化的过渡带模型和离散-连续介质耦合模型将成为今后
研究中的重点发展方向。 相似文献
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秦皇岛洋河-戴河冲洪积平原第四系含水层海水入侵机理分析 总被引：2，自引：0，他引：2
通过对秦皇岛洋河-戴河冲积平原地区枣园水源地野外调查和不同水样的水文地球化学及多种同位素测试分析发现:1)该区海水入侵过程中的水化学作用主要是海水与粘土含量高的地层中钙质矿物阳离子的交换;2)海水入侵不是沿含水层整体向前推移,而是存在优先入侵通道(如断层和水势差较大水流方向)和局部入侵速度较快的现象;3)深层和浅层地下水水力联系较大,海水入侵已经影响到深层地下水;4)研究区地下水平均氚浓度为9.86 TU,地下水平均年龄介于17.6a～23.7 a之间,地下水流速约为2.11 m/a,整体上地下水循环路径短,径流速度快,地下水交替强烈.这些结果可为以后进一步治理海水入侵和合理利用地下水提供依据. 相似文献
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本文通过对沿海地区海岸带淡，盐水按触带，海水入侵范围和地下水含水层中溶质运移之间的内在联系，以及溶质运移的运动规律和途径的定性分析，从理论上为沿海地区予测海水入侵范围及淡水咸化提供根据，并通过一维地下水流的微分方程的研究。为进一步推导不同边界条件下的海水入侵范围提供研究方向。 相似文献
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深圳市是我国沿海经济最发达的地区之一,但同时也是受海水入侵影响非常大的沿海地区。以深圳市宝安区为典型研究区．开展了钻孔施工及地下水样采集工作,并测试了水样的微量元素含量和稳定氢氧同位素组成。在此基础上,探讨了地下水微量元素与同位素特征对海水入侵以及地下水起源的指示意义,发现Br,B,Li,Sr等微量元素和δD及δ^18O可用于有效指示海水入侵的发生,并分辨地下水的不同起源,可为区内地下水资源的保护工作提供科学依据。 相似文献
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将改进后的遗传算法GA（添加了小生境、Pareto解集过滤器等模块）与变密度地下水流及溶质运移模拟程序SEAWAT-2000相耦合,新开发了变密度地下水多目标模拟优化程序MOSWTGA。将MOSWTGA应用于求解大连周水子地区以控制抽水井所在含水层不发生海水入侵为约束的地下水开采多目标优化管理模型,得到地下水最大开采量与海水入侵面积之间一系列Pareto近似最优解。研究成果不仅为实行合理的地下水资源配置提供了科学的实用模型,同时也为解决多个优化目标下的变密度地下水优化管理问题提供高效可靠的模拟优化工具,具有重要的潜在环境经济效益。 相似文献
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Evaluation and numerical modeling of seawater intrusion in the Gaza aquifer (Palestine) 总被引：3，自引：1，他引：3
A numerical assessment of seawater intrusion in Gaza, Palestine, has been achieved applying a 3-D variable density groundwater flow model. A two-stage finite difference simulation algorithm was used in steady state and transient models. SEAWAT computer code was used for simulating the spatial and temporal evolution of hydraulic heads and solute concentrations of groundwater. A regular finite difference grid with a 400 m2 cell in the horizontal plane, in addition to a 12-layer model were chosen. The model has been calibrated under steady state and transient conditions. Simulation results indicate that the proposed schemes successfully simulate the intrusion mechanism. Two pumpage schemes were designed to use the calibrated model for prediction of future changes in water levels and solute concentrations in the groundwater for a planning period of 17 years. The results show that seawater intrusion would worsen in the aquifer if the current rates of groundwater pumpage continue. The alternative, to eliminate pumpage in the intruded area, to moderate pumpage rates from water supply wells far from the seashore and to increase the aquifer replenishment by encouraging the implementation of suitable solutions like artificial recharge, may limit significantly seawater intrusion and reduce the current rate of decline of the water levels. 相似文献
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潍河下游地区海咸水入侵动态三维数值模拟分析 总被引：4，自引：0，他引：4
文中以潍河下游的莱洲湾南岸地区为研究区 ,阐述了海咸水分布规律。针对海咸水运移过程中的水动力学特征和化学动力学特征 ,推导了水动力化学动力耦合的盐分运移对流弥散方程 ,水动力过程考虑了浓度变化对水流运动的影响 ,化学动力学过程考虑了含水介质表面吸附 (解吸 )作用对盐分运移的影响。采用改进的非线性特征有限元法 ,求解高浓度溶质运移三维模型。计算结果表明 ,该模型更真实地刻画了海咸水入侵系统。通过对海咸水入侵规律进行模拟 ,指出海咸水入侵的根本原因是过量开采地下淡水资源 ,要防止海咸水入侵 ,必须科学开采地下淡水资源。 相似文献
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Groundwater sustainability assessment in coastal aquifers 总被引：1，自引：0，他引：1
The present work investigates the response of shallow, coastal unconfined aquifers to anticipated overdraft conditions and climate change effect using numerical simulation. The groundwater flow model MODFLOW and variable density groundwater model SEAWAT are used for this investigation. The transmissivity and specific yield estimated from the existing database range from 10 to 810 m 2/day and 0.08% to 10.92% respectively. After successful calibration with Nash–Sutcliffe efficiency greater than 0.80, the values of horizontal hydraulic conductivity and specific yield of the unconfined aquifer were set in the range 1.85–61.90 m/day and 0.006–0.24 respectively. After validating the model, it is applied for forecasting the aquifer’s response to anticipated future scenarios of groundwater draft, recharge rate and sea level rise. The findings of the study illustrate that saltwater intrusion is intensified in the area adjoining the tidal rivers, rather than that due to the sea alone. Of all the scenarios simulated, the immense negative impact on groundwater quality emerges due to overdraft conditions and reduced recharge with the areal extent of seawater intrusion exceeding about 67% (TDS >1 kg/m 3). The study also arrives at the conclusion that, regional sea level rise of 1 mm/year has no impact on the groundwater dynamics of the aquifer. 相似文献
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Medhat A. El-Bihery 《Environmental Geology》2009,58(5):1095-1105
Recently, Ras Sudr (the delta of Wadi Sudr) area received a great amount of attention due to different development expansion
activities directed towards this area. Although Quaternary aquifer is the most prospective aquifer in Ras Sudr area, it has
not yet completely evaluated. The present work deals with the simulation of the Quaternary groundwater system using a three-dimensional
groundwater flow model. MODFLOW code was applied for designing the model of the Ras Sudr area. This is to recognize the groundwater
potential as well as exploitation plan of the most prospective aquifer in the area. The objectives were to determine the hydraulic
parameters of the Quaternary aquifer, to estimate the recharge amount to the aquifer, and to determine the hydrochemistry
of groundwater in the aquifer. During this work, available data has been collected and some field investigation has been carried
out. Groundwater flow model has been simulated using pilot points’ method. SEAWAT has been also applied to simulate the variable-density
flow and sea water intrusion from the west. It can be concluded that: (1) the direction of groundwater flow is from the east
to the west, (2) the aquifer system attains a small range of log-transformed hydraulic conductivity. It ranges between 3.05
and 3.35 m/day, (3) groundwater would be exploited by about 6.4 × 106 m3/year, (4) the estimated recharge accounts for 3 × 106 m3/year, (5) an estimated subsurface flow from the east accounts for 2.7 × 106 m3/year, (6) the increase of total dissolved solids (TDS) most likely due to dilution of salts along the movement way of groundwater
from recharge area to discharge area in addition to a contribution of sea water intrusion from the west. Moreover, it is worth
to note that a part of TDS increase might be through up coning from underlying more saline Miocene sediments. It is recommended
that: (1) any plan for increasing groundwater abstraction is unaffordable, (2) reliable estimates of groundwater abstraction
should be done and (3) automatic well control system should be made. 相似文献
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广东硇洲岛地下水化学演化及成因机理 总被引：4，自引：0，他引：4
地下水一直是广东硇洲岛唯一的水资源,但近年来许多地区地下水咸化趋势加剧,严峻威胁着岛上居民的用水安全,研究地下水化学演化及成因机理,对预防和减缓水质变咸意义重大。本文结合区域水文地质条件、地形地貌条件及水化学资料分析了整个岛屿地下水水质状况,在此基础上采用Piper三线图研究了水化学特征,并利用PHREEQC软件对水文地球化学演化规律进行模拟研究,结果表明:(1)海水入侵是造成地下水咸化的主要原因,咸化对水质的影响主要表现为Cl-的增加,Ca2+在区分该地区不同水体时反应灵敏,是良好的识别指标之一;(2)海水入侵的过程中,过渡带前缘不存在经受长期古海水演化而成的卤水与地下淡水的混合作用,地下水中Mg2+、Ca2+与Na+之间存在着强烈的离子交换,石膏、白云石及方解石处于不饱和状态;(3)浅层地下水与深层地下水之间无明显的水力联系,属于相对独立的地下水流系统。在全球变暖,海平面上升的总趋势下,海岛地下水开发必须合理规划、严格管理,以防引发大规模海水入侵灾害的发生。 相似文献
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秦皇岛市洋河、戴河滨海平原海水入侵的控制与治理 总被引：5，自引：0，他引：5
秦皇岛市洋河,戴河冲洪积平原,近20年来抽取地下水量迅速增加,80年代初形成了低于海平面的降落漏斗,造成海水从海岸线向内陆和从河流下游河床向两侧同时侵入孔隙含水层。由于水质恶化,北戴河区水源地面临报废的危险。为了保护和开发淡水资源,控制海水入侵,必须对地下水的水质和水量进行综合评价。采用水动力弥散型地下水水质模型来描述滨海含水层中海水和淡水的运动,把氯离子作为水质模型的变量。在水量模型中采用孔隙压力代替水头作为变量。数学模型用有限单元法求解。模拟面积约180km2,剖分为321个单元,184个结点。作为水文地质实体的模型,它被用来模拟和预报不同降水量年份的地下水水位和水质。计算结果表明,如果保持目前的地下水开采量,海水入侵还会深入。为了控制和治理海水入侵,本文探讨了可行措施。根据数学模型模拟的结果,在洋河下游人海口修建防潮闸,同时加强滨海含水层的管理,具有较好的经济效益和环境效益。 相似文献
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海水入侵导致地下水变咸对青岛李哥庄地区经济发展产生了不利影响,急需开展治理该地区咸水体的工作。根据研究区已有的降雨、蒸发及水文地质等资料,结合现场调查和监测,利用地下水模拟软件Visual-MODFLOW中的SEAWAT模块建立了该地区的数值模型,并利用实测资料识别和验证了该模型参数,表明所建模型能反映李哥庄地区的实际水文地质条件。为了模拟研究区地下咸水体的恢复治理情况,提出了连续抽水、间歇式抽水和抽注水结合三种咸水恢复方案,并利用该模型对三种恢复方案进行了模拟优化。结果表明,抽取地下咸水只是咸水恢复的一个因素,周边淡水的驱替作用则是咸水恢复另一个的因素,抽注水结合恢复方案为三种方案中最优的方案。 相似文献
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A new methodology is developed in assessing environmental impacts of desalination plants discharging brine into the ground.
The main environmental problem of the desalination of seawater is the brine disposal. The brine is commonly discharged into
the sea or injected into a saline aquifer. In the case of injection into the ground, it is necessary to design a disposal
system in a way that respects the environment and is sustainable. Laboratory and computational methods have been utilized
to simulate the unsteady three-dimensional (3D) phenomena of subsurface brine disposal. The computational software used is
SEAWAT, which is a 3D unsteady variable-density flow simulation model. The model is first used to simulate the laboratory
results, and good agreement is achieved. Then, hypothetical problems are designed and simulated of groundwater extraction
and brine disposal by desalination stations. The major purpose of these hypothetical problems is to delineate a methodology
and to create design charts for design and management of production and injection well fields for coastal desalination plants.
Several design charts have been developed with 36 scenarios for two well configurations created by four design parameters:
relative salt concentration (RSC), production and injection rates (Q
d
, Q
r
), well spacing (S), and simulation period (T). 相似文献