填海造陆区水盐运移分析及数值模拟研究

发布时间：2017-04-08 23:25

  本文关键词：填海造陆区水盐运移分析及数值模拟研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：沿海地区社会经济的快速发展,大量人口由内陆城市向滨海城市转移,导致滨海地区受到土地不足的限制,填海造陆成为解决这一矛盾的重要方法之一。填海造陆活动的发生导致原陆域区域地下水位抬高,而填海区最初的地下水来源于该区域填海前海水的毛管上升,盐分含量极高,经过原陆域区域地下水的逐渐过渡到回填区,地下水缓慢抬升至相对稳定的状态。因此在填海造陆成为滨海地区解决土地紧缺问题的方法的同时,也带来了地下水盐分过高、土壤盐渍化等一系列生态环境问题。本文在大量调查环渤海地区填海造陆工程的基础上,应用FEFLOW软件建立填海造陆区地下水流场和溶质运移模型,对区域内地下水及盐分运移情况进行模拟,分析此类情况的机理性问题；并模拟采取雨水利用等土地盐碱化措施时的地下水盐运移情况,分析防治措施的效果,给出改善的建议。本文主要研究内容和结论如下：(1)首先对吹沙填海和抛石填海两种填海造陆施工方式的适用条件、土体结构及海岸带类型进行了对比,并通过对大连市凌水湾填海工程的详细调查及分析,对抛石填海区的土体结构、土壤及植物类型和地下水化学特征进行总结。(2)通过分析围填海填土类型及结构,并结合课题组相关的物理实验所测得的相关参数,以及原陆地区域观测井的水位观测数据等,建立符合工程填土结构实际背景的模型,模拟该情况下填海工程5年间的地下水盐运移趋势。结果表明：模拟区域蒸发能力强、降雨量小,当只有降雨入渗补给和蒸发排泄的情况下,模型区域内地下水得不到充分的补给,盐分得不到稀释,土壤中的盐分也得不到淋洗,形势十分严峻。(3)通过对降雨入渗系数这一参数进行±10%和±20%的变化幅度的敏感性分析,以分析该参数对模型区域地下水位及氯离子浓度的影响程度。结果表明：降雨入渗系数的改变可以导致地下水位一定幅度的变化,但由于在降雨量很小、蒸发能力强的背景下,入渗量的微小变化无法扭转其严峻的局势。因此可以通过改变土地利用形式的方法改变降雨入渗量,但必须同时采取多个措施共同作用,才能达到淋洗盐分,抬高地下水位,缓解海水入侵的局面。(4)通过对雨水收集利用等措施进行模拟,分析不同措施对地下水环境的改善程度,为环渤海地区填海造陆工程采取相关措施提供参考依据。结果表明：采取淡水回灌措施时,回灌量和回灌位置十分重要,对盐分的淡化影响显著；地下防渗墙的建设能够有效的拦蓄调节地下和改善水质,但对于水位特别低的区域,可以同时采取建造地下防渗墙和回灌井回灌淡水的方式以达到更加显著的改善效果。
【关键词】：填海造陆 FEFLOW 地下水盐运移 土壤盐渍化
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P641.2;P731.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 研究背景及研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状及进展10-14
• 1.2.1 国内外填海现状10-11
• 1.2.2 FEFLOW软件应用现状11-12
• 1.2.3 土壤盐渍化防治措施研究现状12-14
• 1.3 研究内容及目标14-15
• 1.3.1 研究内容14
• 1.3.2 研究目标14-15
• 1.4 技术路线15-16
• 2 环渤海地区填海造陆工程概况16-25
• 2.1 引言16
• 2.2 区域概况16-18
• 2.2.1 地形地貌16-17
• 2.2.2 气候特征17
• 2.2.3 土壤及植物类型17-18
• 2.2.4 地下水化学特征18
• 2.3 填海造陆工程调查18-24
• 2.3.1 填海造陆施工方式18-19
• 2.3.2 典型填海造陆工程介绍19-21
• 2.3.3 凌水湾填海工程调查及其填土结构分析21-24
• 2.4 小结24-25
• 3 填海造陆区地下水盐运移模型的构建25-41
• 3.1 引言25
• 3.2 FEFLOW介绍及应用25-27
• 3.2.1 FEFLOW的应用领域25-26
• 3.2.2 FEFLOW的模拟功能26
• 3.2.3 FEFLOW的应用过程26-27
• 3.3 地下水盐运移模型设计说明27-29
• 3.4 模型的构建及计算29-40
• 3.4.1 地下水运动基本方程29-30
• 3.4.2 数值模拟模型的构建30
• 3.4.3 源汇项及模型参数确定30-33
• 3.4.4 模型计算及结果分析33-37
• 3.4.5 降雨入渗系数敏感性分析37-40
• 3.5 小结40-41
• 4 填海造陆区土壤盐渍化防治措施及效果评价41-51
• 4.1 引言41
• 4.2 土壤盐渍化防治措施简述41-42
• 4.3 土壤盐渍化防治措施效果分析42-49
• 4.3.1 雨水收集利用措施42-47
• 4.3.2 地下防渗墙措施47-48
• 4.3.3 回灌井及防渗墙综合措施48-49
• 4.3.4 其他措施49
• 4.4 小结49-51
• 5 结论和展望51-53
• 5.1 结论51
• 5.2 展望51-53
• 参考文献53-57
• 致谢57-58

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