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海咸水入侵已成为沿海地区严重的灾害,有效控制海咸水入侵对于实现沿海地区社会经济可持续发展具有重要意义。本文针对山东省海咸水入侵防治问题,进行了以建立淡水帷幕为主的防治方法研究。
1.淡水帷幕防治海咸水入侵的物理模型试验研究。物理模型试验和结果表明,利用回灌措施在咸淡水分界面形成淡水帷幕以防治海咸水进一步入侵是一项十分有效的方法。
2.经过多组试验证明,在渗透条件较好的条件下,沟渠入渗形成的淡水帷幕在垂向和横向的形成和发展均有较好的规律性;在量纲分析的基础上,求得了无量纲化的淡水帷幕发展和时间的关系曲线;利用降维的方法,求得了淡水帷幕形成、发展和咸水入侵阶段的经验关系式,为控制淡水帷幕发展速度提供了依据。
3.淡水帷幕防治海咸水入侵的数值模拟研究。计算采用了具有过渡带的二维移流弥散模型。通过不同开采量和回灌量的对比模拟分析,得出了多年条件下的实际回灌~开采~入侵的实际演算曲线,说明在灌水时间、灌水强度、咸水浓度确定之后,地下水开采量是制约海、咸水入侵的一个重要因素。论证的防治海咸水入侵方案符合实际,为海水入侵治理的方案选择提供了理论依据。
4.淡水帷幕的野外试验研究。通过野外对比试验研究建立了淡水帷幕观测体系,通过淡水帷幕阻止海、咸水入侵效果分析说明,引水回灌补给地下水而形成的淡水帷幕不仅可以抬高地下水位,而且还能减少负值区,促使咸水淡化;当淡水帷幕上升到海平面以上时,将形成一道天然屏障,有效地抑制咸水的推进。
5.试验表明,利用沟渠、坑塘回灌补给地下水具备经济易行、回灌范围大等优点,适宜于进行大面积的地下水回灌和调蓄;总结提出了淡水帷幕工程布局、设计标准和调度运用模式。
全文通过淡水帷幕室内外的试验研究和数值模拟分析,丰富了海咸水入侵防治理论和方法。研究成果对滨海地区水资源规划和管理以及海、咸水入侵预防和综合治理均有较大的学术意义和推广应用价值。