秦皇岛洋戴河平原海水入侵调查与研究

论文摘要

洋戴河平原属于山前冲洪积平原和海积平原。上世纪70年代末期,随着滨海地区地下水开采量的不断加大,加上连年干旱,地下水位不断下降,在滨海地带形成了多处低于平均海平面的地下水位负值区,导致海水侵入到原地下淡水空间。海水入侵灾害的不断加剧,给滨海地区经济发展和生态环境带来严重影响。为查清洋戴河平原海水入侵的发展变化规律,控制和减缓本区海水入侵的趋势,本文根据2002-2004年海水入侵调查结果,结合本区前期相关资料,综合分析了目前洋戴河平原海水入侵的分布范围、过渡带的特征、动态变化及入侵的类型。按海水入侵的不同特点,将洋戴河平原海水入侵划分成两个区—东部河流发育区和西部漏斗发育区:西部为典型的受开采漏斗影响的海水入侵区,入侵方式为沿含水层的面状入侵;东部目前的海水入侵方式主要为潮流入侵和季节性海水入侵,入侵物源主要有随潮流涌入的海水、顺含水层侵入的海水及原残留海水。原东部早期开采形成的入侵区在西部漏斗的作用下,开始缓慢向西转移,西移速率达200m/a。在综合分析洋戴河平原海水入侵特点的基础上,总结本区海水入侵的规律,分析了海水入侵的因素,认为超采地下水、河流上游蓄水等人为因素是造成本区海水入侵的根本和诱发因素,连年干旱、风暴潮频发、滨海及河口区高渗透性的地层等自然因素,加剧了本区海水入侵的程度。通过数值模拟,确定洋戴河平原的开采量阀值应在每年3000万方左右,目前处于超采状态。地下水开采布局应以西区为主,相同开采条件下,东区产生的海水入侵程度远大于西区。因此,东部地区应严格限采,西区应逐渐减采。本文对河口建橡胶坝和人工补源工程两种方案分别进行了模拟评价,模拟结果证实,采用两种防治工程,河流两侧的水质不但缓解,整个平原区的入侵范围也会缩减。同时,这两种防治方案在有效阻止随潮入侵的海水、增加地水补给的同时,又具有投资少、对环境影响小等特点,认为上述两种方案对实现减缓洋戴河平原的海水入侵程度的目标,是切实可行的。

论文目录

• 1 引言
• 1.1 选题的目的和意义
• 1.2 海水入侵问题的研究进展
• 1.1.1 国外关于海水入侵问题的研究
• 1.1.2 国内关于海水入侵问题的研究
• 1.3 海水入侵的基本理论
• 1.4 本文的主要研究内容
• 2 研究区概况
• 2.1 自然地理概况
• 2.1.1 地形地貌
• 2.1.2 气象与水文
• 2.2 地质概况
• 2.2.1 构造
• 2.2.2 地层
• 2.3 水文地质条件
• 2.3.1 区域水文地质特征
• 2.3.2 含水层组的划分
• 2.3.3 地下水的补给、径流与排泄
• 3 研究区海水入侵调查与分析
• 3.1 研究区地下水开采历史与现状
• 3.2 海水入侵灾害的形成
• 3.3 研究区地下水的水位水质动态
• 3.3.1 水位动态
• 3.3.2 水质动态
• 3.4 研究区海水入侵调查
• 3.4.1 物探调查
• 3.4.2 水质调查
• 3.4.3 海水入侵监测结果
• 3.5 海水入侵的分类、规律及成因分析
• 3.5.1 海水入侵的分类
• 3.5.2 海水入侵的规律
• 3.5.3 海水入侵的成因
• 3.6 洋戴河平原海水入侵的发展演化模式
• 4 海水入侵数学模型与数值模拟
• 4.1 海水入侵的数学模型
• 4.1.1 考虑密度变化的水流和溶质运移方程
• 4.1.2 数学模型
• 4.2 洋戴河平原海水入侵数值模拟
• 4.2.1 地层结构的恢复
• 4.2.2 模型边界概化
• 4.2.3 计算区的时间和空间离散
• 4.2.4 模型的初始条件
• 4.2.5 模型参数分区
• 4.2.6 模型的识别
• 4.2.7 模型的分析、预测
• 5 洋戴河平原海水入侵防治方案
• 5.1 研究区海水入侵的防治对策
• 5.2 海水入侵的防治方案
• 5.2.1 水资源管理方案
• 5.2.2 工程治理方案
• 6 结论和建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 致谢
• 个人简历,在校期间发表的主要论文