Investigation of the elevation of saltwater wedge due to subsurface dams     

Qinpeng Chang  Tianyuan Zheng  Youyuan Chen  Xilai Zheng  Marc Walther 《水文研究》2020,34(22):4251-4261

Subsurface dams are rather effective and used for the prevention of saltwater intrusion in coastal regions around the world. We carried out the laboratory experiments to investigate the elevation of saltwater wedge after the construction of subsurface dams. The elevation of saltwater wedge refers to the upward movement of the downstream saltwater wedge because the subsurface dams obstruct the regional groundwater flow and reduce the freshwater discharge. Consequently, the saltwater wedge cannot further extend in the longitudinal direction but rises in the vertical profile resulting in significant downstream aquifer salinization. In order to quantitatively address this issue, field-scale numerical simulations were conducted to explore the influence of various dam heights, distances, and hydraulic gradients on the elevation of saltwater wedge. Our investigation shows that the upward movement of the saltwater wedge and its areal extension in the vertical domain of the downstream aquifer become more severe with a higher dam and performed a great dependence on the freshwater discharge. Furthermore, the increase of the hydraulic gradient and the dam distance from the sea boundary leads to a more pronounced wedge elevation. This phenomenon comes from the variation of the freshwater discharge due to the modification of dam height, location, and hydraulic gradient. Large freshwater discharge can generate greater repulsive force to restrain the elevation of saltwater wedge. These conclusions provide theoretical references for the behaviour of the freshwater–seawater interface after the construction of subsurface dams and help optimize the design strategy to better utilize the coastal groundwater resources.  相似文献   

舟山北部海域海底第四系淡水资源赋存潜力   总被引：1，自引：1，他引：0  

张志忠  邹亮  周良勇 《海洋学报》2018,40(3):50-61

为了解东海舟山北部海域海底第四系淡水资源赋存情况，本文在系统分析舟山北部海域地质钻孔和单道地震资料基础上，分析了研究海域海底第四纪地层结构与沉积环境，阐述了研究海域海底松散沉积物分布规律，探讨了上海陆地地区早更新世中、晚期和早期古河道在研究海域的延伸和分布状况，分析了研究海域海底第四系含水层赋存状况。研究海域第四系可供开发利用的主要含水层为早更新世中、晚期的第四承压含水层（Ⅳ）和早更新世早期的第五承压含水层（Ⅴ）；第四承压含水层古河道分布区富水性最佳，含水层顶部发育厚层黏性土隔水层区域赋存淡水资源的可能性很大，含水层开发利用潜力可分为开发前景良好A区、开发前景较好B区和开发前景一般C区3类；第五承压含水层在古河道分布区富水性强，具有很好的淡水赋存潜力和良好的开发利用前景。  相似文献   

南海盐致环流对台风降水的响应特征分析     

刘娜  王桂华  巩远发  刘磊 《热带海洋学报》2019,38(3):13-21

本文采用多源卫星遥感数据通过统计分析的方法研究了17年间(2000—2016年)南海夏季(6—9月)台风对该海域降水、淡水通量的贡献及其可能导致的环流异常。主要结论如下: 1) 台风是南海中北部降水的重要影响因子, 可导致日平均降水量增加12mm, 约占南海夏季日平均降水(25mm·d ^-1)的一半, 且西北太平洋台风和南海“土台风”产生的降水分布存在显著的区域和强度差异; 2) 夏季, 南海由淡水通量引起的盐致环流表现为以海南岛东南部海域为中心的弱气旋式, 其流量量级约为-0.15Sv, 约占同期风生环流流量(约为-1.5Sv)的10%; 3) 夏季, 台风带来的降水使得南海中北部的气旋式盐致环流增强, 且西北太平洋台风降水导致的淡水通量变化引起的盐致环流强度要强于南海“土台风”。  相似文献   

多点液压式波浪能海水淡化系统建模与仿真   总被引：1，自引：1，他引：0  

胡缘  杨绍辉  何宏舟  陈沪  郑松根  张迪 《海洋工程》2019,37(1):134-141

为缓解淡水资源短缺及化石能源过度使用问题,提出多点液压式波浪能海水淡化系统,该系统主要由采能装置、液压传递系统与反渗透膜海水淡化设备组成。系统的采能装置采用振荡浮子式,可将波浪能转换为浮子振荡从而被液压系统吸收达到采集波浪能的目的。为了提高液压式波浪能海水淡化系统的采能效率及淡水率,利用AMEsim软件对液压传递系统进行建模与仿真,分析了蓄能器、浮子个数及波高对液压传递系统输出响应的影响。结果表明:蓄能器能够使液压马达的输出响应更加稳定;当浮子的数量增加时,液压系统达到稳定的运行状态所需的时间更短,从而有利于提高系统的效率;波高在2 m左右时,本系统的产水量达到最大。  相似文献   

不同大尺度强迫条件下考虑初始场与侧边界条件不确定性的对流尺度集合预报试验   总被引：5，自引：0，他引：5  

庄潇然  闵锦忠  蔡沅辰  朱浩楠 《气象学报》2016,74(2):244-258

研究了不同大尺度强迫条件下的暴雨个例中,考虑不同尺度特征的初始扰动与侧边界扰动相互作用构造对流尺度集合预报的可行性,为进一步构建“自适应”于不同强对流天气的对流尺度集合预报系统提供依据。结果表明,在大尺度强迫显著的个例1中,以大尺度扰动信息为主的动力降尺度的增长趋势较集合转换卡尔曼滤波(ETKF)更为显著,且总扰动能量在预报中后期超过集合转换卡尔曼滤波,而在大尺度强迫较弱的个例2中,集合转换卡尔曼滤波扰动能量始终高于动力降尺度。此外,当大尺度强迫显著时,初始扰动与侧边界扰动相匹配会产生相互促进的作用,而不匹配时初始扰动会在预报中后期抑制侧边界扰动的发展,当大尺度强迫较弱时,即使是互相间不匹配的初始扰动与侧边界扰动也能在大部分预报时段起到相互促进的作用,说明初始扰动与侧边界扰动的相互作用机制不仅与天气形势相关,也与二者是否匹配挂钩,另外,扰动的发展特征同样依赖于天气形势;从集合离散度的角度来看,当大尺度强迫明显时,侧边界扰动的作用会在更短的时间内取代初始扰动,从而对离散度起到主导地位;两种初始扰动方法相比,集合转换卡尔曼滤波在多数情况下对总离散度的贡献均大于动力降尺度;从降水量预报及概率预报情况来看,大尺度强迫明显的个例可预报性更高,且各集合成员间的差异较小,大尺度强迫较弱的个例则相反,且当两种初始扰动方案与侧边界扰动相结合时,较仅侧边界扰动均有一定提高。   相似文献   

CMIP5气候模式下淡水通量变化     

张守文  王辉  姜华  杜凌 《海洋学报》2016,38(1):10-19

基于全球降水气候态计划(GPCP)的降水资料和美国伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的客观分析海气通量(OAFlux)的蒸发数据,对CMIP5的13个耦合模式的淡水通量历史模拟结果进行评估。结果表明:模式能够模拟出淡水通量的气候态空间分布,但普遍存在双热带辐合带(ITCZ)现象,热带海域是模式模拟不确定性最大的区域。模式能较好模拟出纬向平均的淡水通量的分布特征,但量值较实测偏小,且由于模式对1月10°S附近淡水通量的模拟过低,导致年平均的赤道和10°S之间的淡水通量模拟存在明显的偏差。季节尺度上,模式对北半球淡水通量的变化特征有很好的模拟能力,但对南半球的模拟能力不足。年际尺度上,模式普遍能够刻画ENSO引起的淡水通量在太平洋中部同西太平洋以及印尼贯通流反相变化的空间分布特征,但是时间特征模拟很差。从各个方面评估模式的历史模拟结果,多模式集合的结果都要优于单个模式的结果。全球变暖背景下,未来淡水通量变化最显著的区域位于热带和亚热带区域。原本蒸发(降水)占主导的海域,蒸发(降水)更强。不同气候情景下,淡水通量变化的空间形态没有显著变化,但RCP8.5气候情景下模拟的淡水通量变化幅度及模式间变化的一致性均强于RCP4.5的结果。  相似文献   

全日潮海域风暴潮增水中全日扰动和半日扰动分析     

李谊纯  刘金贵  董德信 《海洋工程》2016,34(5):51-56

风暴潮增水是风暴潮与天文潮相互作用理论研究的基本内容,也是风暴潮预报中的重要问题。最大余水位的产生机制对于提高预报精度及海岸带防护有着重要意义。为研究全日潮海域风暴潮增水中的全日扰动和半日扰动,对Horsburgh与Wilson的风暴潮余水位模型进行了改进和扩展,建立了包括多个分潮的余水位分解方法并将其应用于防城港站,对台风"启德"和"山神"影响下的潮位过程进行了分析。结果显示,建立的余水位的分解方法对于全日分潮和半日分潮有良好的适用性。由于高频分潮产生机制的复杂性,该方法对高频分潮应用尚需进一步研究。在全日潮的防城港海域,全日扰动与半日扰动具有相同的量级,二者的和约占总增水的15%~19%。台风过程不同,相位变化项和局地变化项对增水的贡献有较大差异。  相似文献   

基于投入产出理论的水资源研究进展及水资源管理展望     

杨洋  效存德  王晓明  刘世伟 《冰川冻土》2021,43(1):214-224

近年来,气候变化背景下的水资源问题得到日益增加的关注,其研究从水资源短缺、供需平衡等内容转向适应可持续发展的综合研究。基于投入产出理论的水资源研究,从系统循环的角度分析资源的流动性和持续性,能够揭示水资源-经济社会复合系统中各要素的内在数量关系,提出面向可持续发展的水资源价值观和方法论。首先,从模型拓展和实际应用两条主线梳理了国内外基于投入产出理论的水资源相关研究。在模型方面,概括了投入占用产出模型、水资源投入产出模型和区域间投入产出模型的发展和适用性,对比分析了不同区域间投入产出模型的优缺点。在应用方面,分别从不同时空尺度、驱动力因素等方面对虚拟水、水足迹和水资源优化配置三个热点内容进行了整理,并指出：基于投入产出理论的水资源研究基本建立在价值型模型的基础上;区域间投入产出模型已成为分析区域间经济结构、资源流动等环境问题的重要工具。其次,讨论了投入产出模型在冰冻圈水资源管理中的应用,提出基于服务角度的水资源管理模式。最后,展望了投入产出理论在水资源研究中的应用,以期能够为决策者提供额外的信息以便更好的管理水资源。  相似文献   

GRAPES区域集合预报两种侧边界扰动方法对比试验     

范宇恩  陈静  邓国  陈法敬  刘雪晴  徐致真 《气象》2019,45(12):1629-1641

中国气象局数值预报中心自2014年建立了区域集合预报业务系统,其使用的侧边界扰动由全球集合预报系统动力降尺度得到。为深入了解侧边界扰动对区域集合预报的影响,基于15 km水平分辨率的区域集合预报模式,使用动力降尺度方法和尺度化滞后平均法(scaled lagged average forecasting,SLAF)设计构造了两种侧边界扰动方案,并开展了2015年7月共6天的集合预报试验,利用集合均方根误差、集合离散度、连续分级概率评分、离群值、Brier Score及相对作用特征曲线面积等概率预报检验方法进行了多方面检验,分析了两种侧边界扰动方案对区域集合预报质量的影响。结果表明:动力降尺度侧边界扰动方案(DOWN)的扰动总能量在各垂直层次均大于SLAF方案,使得边界上前者的离散度大于后者,集合扰动增长更为合理;对于等压面要素和地面要素,DOWN方案的离散度、Outlier、CRPS等评分优于SLAF方案,反映了DOWN方案构造的侧边界扰动更加合理;在降水概率预报技巧方面,SLAF方案在评分上具有一定优势,但评分的提高没有通过显著性水平检验,因此认为两种方案对降水预报的改进基本相当。  相似文献   

Low-pressure granulite facies metamorphism in the Larsemann Hills area, East Antarctica; petrology and tectonic implications for the evolution of the Prydz Bay area   总被引：4，自引：0，他引：4  

K. STÜWE  R. POWELL 《Journal of Metamorphic Geology》1989,7(4):465-483

ABSTRACT Thermobarometric studies on various granulite facies areas along the Prydz Bay coast, East Antarctica (73°-79°E, 68°-70°S), show that, at around 1100 Ma, during a late Proterozoic orogeny, the rocks of the Larsemann Hills suffered a lower pressure metamorphic peak than the surrounding areas. Along the Prydz Bay coast, the rocks affected by this event include parts of the Vestfold Hills block plus all of the Rauer Group, the Larsemann Hills and the Munro Kerr Mountains. The dykes in the south-west corner of the Vestfold Hills were recrystallized during this event with little deformation at temperatures not quite as high as in the areas further south-west (650°C, 6.5 kbar) (Collerson et al., 1983), the Rauer Group was metamorphosed at 800°C and 7.5 kbar (Harley, 1987a), the Larsemann Hills at 750°C and 4.5 kbar, and the Munro Kerr Mountains probably at around 850°C and 5 kbar. Retrograde equilibration in the different areas occurred during decompression to about 10 km depth in all areas, followed by isobaric cooling at this depth. This paper shows that the peak metamorphism in the Larsemann Hills occurred at a pressure which is too low to have been the consequence of thermal relaxation of overthickened crust with normal mantle heat flow. Although other areas in Prydz Bay were metamorphosed at sufficiently high pressures so that their decompression paths are not inconsistent with a continental collision model, the inferred pre-metamorphic peak histories and the requirement of consistency with the Larsemann Hills, make it unlikely that collision followed by erosion-driven decompression is an appropriate model. We suggest that the thermal regime of the crust in the Larsemann Hills region was controlled by a perturbation in the asthenosphere, with magma invasion of the crust. We suggest that the 500 Ma event, represented in Prydz Bay by granitic outcrops at Landing Bluff and by several K/Ar ages from the Larsemann Hills area, was responsible for the final excavation of the terrane.  相似文献