首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
     检索      


Numerical investigation of seawater intrusion at Gooburrum,Bundaberg, Queensland,Australia
Authors:Email author" target="_blank">Q?ZhangEmail author  R?E?Volker  D?A?Lockington
Institution:(1) Nanjing Institute of Geography & Limnology, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China;(2) Department of Civil Engineering, The University of Queensland, QLD 4072 Brisbane, Australia
Abstract:Seawater intrusion in coastal agricultural areas due to groundwater abstraction is a major environmental problem along the northeastern coast of Australia. Management options are being explored using numerical modelling, however, questions remain concerning the appropriate level of sophistication in models, choice of seaward boundary conditions, and how to accommodate heterogeneity and data uncertainty. The choice of seaward boundary condition is important since it affects the amount of salt transported into the aquifers and forms the focus of the present study. The impact of this boundary condition is illustrated for the seawater-intrusion problem in the Gooburrum aquifers, which occur within Tertiary sedimentary strata. A two-dimensional variable-density groundwater and solute-transport model was constructed using the computer code 2DFEMFAT (Cheng et al. 1998). The code was tested against an experiment for a steady-state freshwater-saltwater interface and against the Elder (Elder 1967) free-convection problem. Numerical simulations show that the imposition of the commonly-used equivalent hydrostatic freshwater heads, combined with a constant salt concentration at the seaward boundary, results in overestimated seawater intrusion in the lower Gooburrum aquifer. Since the imposition of this boundary condition allows water flow across the boundary, which subsequently takes salt into the aquifer, a careful check is essential to estimate whether too much mass of salt is introduced.
Resumen La intrusión de agua salada en áreas agrícolas costeras a causa de la abstracción de aguas subterráneas es un problema medioambiental mayor a lo largo de la costa noreste de Australia. Se están explorando opciones de manejo mediante el uso de modelos numéricos, sin embargo, quedan pendientes cuestionamientos con respecto al nivel apropiado de sofisticación de los modelos, la elección de condiciones de límites hacia el mar y cómo acomodar la heterogeneidad y la incertidumbre de los datos. La elección de límites hacia el mar es importante ya que afecta la cantidad de sal transportada a los acuíferos y forma el centro de interés del presente estudio. Se ilustra el impacto de esta condición de límites para el problema de la intrusión de agua de mar en los acuíferos de Gooburrum, Queensland, Australia. Se construyó un modelo de transporte de solutos y de densidad variable de aguas subterráneas de dos dimensiones mediante el uso del código de computación 2DFEMFAT. El código se probó contra un experimento para una interfase de agua salada-agua dulce de estado constante y contra el problema de Elder de convexión libre. Las simulaciónes numéricas muestran que las cimas de agua dulce hidrostáticas equivalentes utlizadas comúnmente combinadas con una concentración de sal constante en el límite hacia el mar resultan en una sobreestimación de la intrusión de agua de mar en el acuífero bajo de Gooburrum. Puesto que la imposición de esta condición de límites permite flujo de agua a través de los límites, el cual subsecuentemente transporta sal al acuífero, una verificación cuidadosa es esencial para estimar si se introduce demasiada masa de sal.

Résumé Investigations numériques de lrsquointrusion drsquoeau de mer à Gooburrum, Bundaberg, Queensland. Lrsquointrusion drsquoeau salée due au captage drsquoeau souterraine dans les régions agricoles situées le long de la côte Nord-Est de lrsquoAustralie est un grave problème environnemental. Des solutions à ce problème sont présentement étudiées à lrsquoaide de la modélisation numérique. Cependant des questions subsistent concernant le niveau de sophistication du modèle, le choix des limites le long de lrsquointrusion salée et la manière drsquoaccommoder lrsquohétérogénéité et lrsquoincertitude des données. Le choix de la limite le long de lrsquointrusion drsquoeau salée est important puisque cette limite détermine la quantité de sel transporté dans lrsquoaquifère et constitue le sujet de la présente étude. Lrsquoeffet du choix de cette limite est bien illustré par le problème drsquointrusion drsquoeau salée dans les aquifères de Gooburrum, Queensland, Australie. Un modèle bidimensionnel drsquoécoulement à densité variable et de transport de solutés a été conçu en utilisant le code 2DFEMFAT. Ce code a été testé avec une expérimentation ayant pour objet lrsquoécoulement en régime permanent drsquoune interface eau salée/eau douce. Il a aussi été mis à lrsquoépreuve par le problème de convection libre de Elder. Les simulations numériques révèlent que lrsquoimposition de la limite communément utilisée, qursquoon appelle la «charge hydrostatique équivalente drsquoeau douce», conduit, dans le cas ouring lrsquoon a une concentration constante en sels le long de lrsquointrusion drsquoeau salée, à une surestimation de lrsquointrusion drsquoeau salée dans lrsquoaquifère inférieur de Gooburrum. Puisque que crsquoest lrsquoimposition de cette limite qui permet lrsquoécoulement de lrsquoeau au-delà de la frontière de lrsquoaquifère, ce qui introduit subséquemment du sel dans lrsquoaquifère, une vérification minutieuse doit eogontre effectuée afin de contrôler la quantité de sel introduit.
Keywords:Seawater intrusion  Boundary condition  Steady-state solution  Numerical modelling  Coastal aquifers
本文献已被 SpringerLink 等数据库收录!
设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号