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   

基于分光光度法的多量程海水营养盐原位传感器检测系统设计     

綦声波  任军博  马然  张述伟 《海洋科学》2019,43(11):76-83

针对传统海水营养盐检测方法不能满足海水营养盐长期原位监测需求的问题,研制了一种基于分光光度法的多量程海水营养盐原位传感器检测系统,通过对系统的高度集成及对多量程检测、低功耗技术、漏液保护技术的应用,实现了对海水5项营养盐参数快速、宽范围、高精度的原位测量。经过实验室和青岛中苑码头现场测试,表明本营养盐传感器检测系统具有低功耗、高可靠性能,可满足对5项营养盐参数的快速精确测量要求,实现了对海水营养盐参数的原位监测,为相关部门及时了解海洋生态环境和水体富营养化程度提供了数据支持,具有重大现实意义。  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   

刘公岛海洋牧场底层海水溶解氧浓度的变化特征     

李兆钦  李欣  孙利元  刘子洲  顾艳镇  翟方国  李培良 《海洋与湖沼》2019,50(1):86-99

由于缺乏长期观测资料,前人对山东半岛邻近海域海水溶解氧的时间变化和空间分布特征的研究较少。本文基于威海刘公岛海洋牧场于2016年7月20日至2017年3月14日期间,利用生态环境实时在线观测系统获得的底层海水的温度、盐度、水深、溶解氧数据,分析了该牧场海水溶解氧浓度的时间变化特征及其影响因素,并探讨了低氧灾害发生的可能性。结果表明在观测期间,该牧场海水溶解氧浓度以季节变化为主,冬季最大、夏季最小,其中2月份平均值最高,约为10.86mg/L,8月份平均值最低,约为5.91mg/L。同时海水溶解氧浓度也存在显著的小时变化和日变化,且变化幅度于8月份最大、3月份最小。影响海水溶解氧浓度变化的主要因素是海水温度,溶解氧浓度随着温度的季节性变化而变化。夏季,水体分层会使溶解氧浓度发生大幅度的降低,大风过程对于溶解氧浓度也有一定的影响,通过打破夏季的季节性温跃层使水体发生垂向混合从而为海底提供氧气,但大风过程之后的几天会出现溶解氧浓度降低的现象。本次研究发现刘公岛海洋牧场在观测期间不存在低氧现象。  相似文献   

地层格架正则化约束下的二维立体层析反演          下载免费PDF全文

张力起  杨锴  邢逢源  李振伟  倪瑶 《地球物理学报》2019,62(2):634-647

通过把地层格架信息作用于立体层析Fréchet导数矩阵,使得更新后的速度模型呈现出符合地质规律的块状特征.地层格架信息基于立体层析反演中得到的反射点位置进行非规则B样条插值拟合得到,因此在反演中它将会随着反射点位置的更新自然得到更新.与前人提出的保边缘层析算法或多层立体层析算法相比,本文提出的地层格架正则化无需引入混合正则化项或定义某种复杂的混合速度格式,更为直接也更容易实现.理论和实际数据算例证实了该正则化技巧的稳健性和可靠性,能够得到与实际地质构造特征更为一致的地质一致性反演结果.  相似文献   

适用于快速远程检测海水中氰化物的方法研究     

姚竞芳  袁涛  敖俊杰  顾佳媛  李佳凡 《海洋科学》2018,42(11):24-28

建立了一种适用于海洋远程快速检测氰化物的检测方法,设计了一体化检测装置,未来可搭载到无人艇上实现自动快速检测。针对最佳检测条件进行了一系列优化,得到最佳检测条件:对于100 mL的待测样品,加入酒石酸固体1.5 g;用1～2滴浓度为150 g/L的碳酸钠溶液浸润苦味酸试纸;加热温度80℃,加热时间10min。在最佳检测条件下,检测检出限达0.3mg/L。该方法实现了适用于海水氰化钠的远程检测,大大提高了检测效率,无需人员进入污染现场,安全性高。可广泛用于海洋危化品泄漏、湖泊污染、现场应急筛选等场合的水体样品快速检测。  相似文献   

Influence of a coarse interlayer on seawater intrusion and contaminant migration in coastal aquifers          下载免费PDF全文

Yi Liu  Xiaomin Mao  Jian Chen  D. A. Barry 《水文研究》2014,28(20):5162-5175

Vertical 2D slice laboratory experiments were carried out in homogenous and layered sand tanks to elucidate the effects of a highly permeable (coarse‐grained sand) interlayer on seawater intrusion and transport of contaminants to a coastal sea. Tidal fluctuations produced oscillations in the seawater–freshwater transition zone, fluctuations of the contaminant infiltration rate and a zigzag contaminant plume outline. The seawater wedge became discontinuous at the (vertical) edges of the interlayer because of increased lateral movement of the seawater–freshwater interface within the interlayer. The contaminant plume formed a tail within the interlayer depending on the tidal stage, and similar to the wedge, its movement was accentuated. A simple analytical model that neglected vertical flow reliably predicted steady‐state seawater intrusion into the coastal aquifer. Numerical modeling was used to gain insight into the groundwater hydrodynamics and contaminant migration. The numerical results confirmed the experimental findings, i.e. that a highly permeable interlayer can provide a rapid transit path for contaminants to reach the seaward boundary and that the interlayer amplifies the effects of tidal fluctuations, resulting in wider transition zones for the seawater wedge and contaminant plume. Numerical simulations further showed that, with increasing interlayer hydraulic conductivity, the maximum seawater intrusion distance inside the interlayer increases approximately linearly. For the fixed‐head contaminant injection condition used, the model showed that contaminant infiltration increases approximately logarithmically with increasing interlayer hydraulic conductivity (other factors held fixed). Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

泥水平衡盾构用海水泥浆的改性试验研究     

杨振兴  陈健  孙振川  游永锋  周建军  吕乾乾 《岩土力学》2020,41(2):501-508

由于海水中富集大量可溶性盐类及各种金属离子成分，利用海水配置的海水泥浆具有相对密度大、胶体率低、稳定性差、失水量高等特点，不能满足泥水平衡盾构施工要求。为实现对海水泥浆改性以达到利用海水泥浆维持开挖面稳定，降低穿江越海盾构施工成本，选用CMC（羧甲基纤维素钠）、纤维素PAC（聚阴离子纤维素）、聚丙烯酸铵等8种添加剂进行海水泥浆性质变化试验，优选出对海水泥浆改性明显的添加剂，并分析优选添加剂掺入量和时间对海水泥浆性质的影响规律。同时，基于优选的添加剂CMC，利用泥膜形成试验平台进行改性海水泥浆地层渗透试验。研究表明：不同添加剂对海水泥浆性质变化差异较大，增黏剂PAC、CMC对海水泥浆的改性效果稍好，24 h离析出现浑浊层、混合层、絮凝沉淀层。海水泥浆对地层渗透的滤水量大于改性海水泥浆，泥皮也稍厚，但呈稀疏状态。可以推测，添加剂中和部分海水成分，呈絮凝沉淀，多余添加剂表现出对淡水泥浆的增稠作用。  相似文献   

南海风暴潮对风场和外围海水敏感性研究     

李健  刘清容  阮成卿  訚忠辉  冀承振 《海洋科学》2018,42(2):99-107

为探索来自西北太平洋台风风暴潮与南海局地生成台风风暴潮不同,本研究在假设两种台风气象条件相同情况下,研究随台风而来外围海水所形成增水对南海沿岸的影响。以0814"黑格比"强台风风暴潮为基础,使用ROMS(regional ocean modeling system)模式进行数值模拟并通过设计对比试验方法进行研究,研究发现在台风登陆时引起的增水最大,最大增水出现在台风路径右侧,其中在沿岸区域,外围海水形成增水约占总增水10%,且大约3 h后出现增水回震现象。同时,设计对比试验,研究来自西北太平洋台风风暴潮对台风路径、台风强度、台风移动速度和流入角等气象条件敏感性,并获得与前人一致的结果。  相似文献   

新型珊瑚海水混凝土力学性能试验研究   总被引：2，自引：1，他引：1  

吴彰钰  余红发  麻海燕  章艳  梅其泉  达波  谭永山  华实 《海洋工程》2018,36(3):59-68

为了解决全珊瑚海水混凝土(coral aggregate seawater concrete,简称CASC)的脆性问题,采用碱式硫酸镁水泥(basic magnesium sulfate cement,简称BMSC)为胶凝材料和剑麻纤维为增韧材料制备了一种新型全珊瑚海水混凝土(NCASC),系统测定了基本力学性能,并与普通硅酸盐水泥制备的CASC、碱式硫酸镁水泥砂石混凝土(basic magnesium sulfate cement concrete,简称BMSCC)、普通砂石混凝土(ordinary portland cement concrete,简称OPC)以及普通轻骨料混凝土(lightweight aggregate concrete,简称LAC)的力学性能进行对比。结果表明:立方体抗压强度(f_(cu),m)在15~35 MPa范围内的NCASC的轴心抗压强度(f_c,m)、劈裂抗拉强度(f_(sp),m)与f_(cu),m之间具有较显著的线性关系;对于f_(cu),m为15~35 MPa的混凝土,相同强度NCASC的f_c,m高于OPC、LAC及BMSCC,其f_c,m与f_(cu),m比值最大,大致在0.85~0.96之间,NCASC的f_(sp),m比OPC和LAC高,但比BMSCC低,且随着强度的提高,OPC与NCASC的f_(sp),m间的差距在增大,而LAC和BMSCC与NCASC的f_(sp),m间的差距在缩小;在强度等级C15~C55的范围中,NCASC和CASC的f_(sp),m、f_c,m与f_(cu),m之间的关系基本可以采用相同的线性回归方程来描述,利用这两个回归线性方程得到对应于标准强度等级的CASC和NCASC的f_(sp),m和f_c,m数据,为CASC力学性能研究与结构设计提供参考依据。  相似文献