人工岸带海陆水交换过程中污染物的迁移规律研究

论文摘要

我国在加速工业化、城市化的进程中,沿海地区的开发强度呈膨胀性发展,对发展空间提出了越来越高的要求。沿海城市为了满足区域经济的发展需求,掀起了一股填海造地的热潮。填海造地形成的人工岸带,导致人工岸线比例增高,改变了原有的自然风貌,同时改变了海陆水交换的平衡状态,可能导致海水入侵、陆地污染物进入海洋污染海洋环境等严峻问题,因此研究填海造地前后人工岸线咸淡水界面的污染物迁移规律有重要的现实意义与科研意义。本论文在充分调研天津市临港经济区水文地质资料并进行实地验证的基础上,全面分析了天津市临港经济区水文地质特征,明确该地区的地层构造和地下水资源系统的结构、功能以及输入和输出的特点。基于以上资料分析,在实验室内构建物理模拟装置,同时在装置内分层填土以模拟该地区的地层结构,并在装置上下游分别加入模拟临港经济区水质成分的地下水和海水,从而实现天津市临港经济区近海岸带的物理模拟。在建立了以上物理模拟装置之后,确定该装置的水文地质参数并概化其水文地质模型,建立相应的数学模型。同时运用地下水动力学、水文地质学等相关理论建立水流方程,通过测定系统内的氯离子浓度及各采样点的总氮、硝态、亚硝态、氨氮浓度,分析地下水系统水质并确定模拟目标及咸淡水界面,用已知的实测数据对数学模型进行识别验证,最终应用模型模拟咸淡水界面上污染物的迁移规律。咸淡水界面污染物迁移模型的构建将为控制和治理渤海湾人工岸带的地下水及近海水体污染、构建生态型人工岸带提供重要的理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文选题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 咸淡水界面污染物迁移机理研究现状
• 1.2.2 近海岸地下水模型研究现状
• 1.3 论文研究内容
• 1.4 本论文的研究目标和意义
• 第二章 研究区地理特性及水文地质条件
• 2.1 天津市临港经济区基本情况介绍
• 2.2 自然地理条件
• 2.2.1 气候
• 2.2.2 地质及水文地质概况
• 第三章 临港经济区潜水含水层吹填土理化性质及污染物分布
• 3.1 潜水含水层吹填土理化性质研究背景
• 3.1.1 土颗粒粒度研究
• 3.1.2 吹填软土矿物成分研究
• 3.1.3 物理力学性质研究
• 3.1.4 比表面积及孔隙特征研究
• 3.2 潜水含水层污染物研究
• 3.2.1 实验设计
• 3.2.2 研究方法
• 3.3 污染物分布特征
• 3.3.1 土壤中营养盐分布特征
• 3.3.2 临港经济区污染物分布空间特征
• 3.4 研究小结
• 第四章 人工海岸咸淡水界面污染物的迁移规律研究
• 4.1 构建室内模拟装置
• 4.1.1 室内物理模拟装置的设计
• 4.1.2 土的筛选与填装
• 4.1.3 水位控制
• 4.2 渗流槽剖面二维渗流实验
• 4.2.1 潜水位实测值与模拟值之间的比较分析
• 4.2.2 咸淡水稳定界面的近似求解
• 4.2.3 咸淡水界面氯离子迁移规律确定
• 4.3 咸淡水界面污染物迁移规律实验探究
• 4.4 水流数值模拟模型的建立
• 4.5 咸淡水界面污染物迁移规律模拟
• 第五章 结论及展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 研究特色与展望
• 5.2.1 特色与创新
• 5.2.2 研究展望
• 参考文献
• 附件
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢