大沽河下游地下咸水治理工程示范及其方案的优化研究
水是人类赖以生存的资源,地下水是水资源的重要组成部分,是许多城市供水和农业灌溉的主要水源之一。大沽河下游因地下水超量开采引起海水入侵,后在李哥庄南部建立截渗墙,海水入侵被有效阻止,同时也使李哥庄地区残留了一定区域的咸水体,截渗墙的修建使得咸水体的去除成为可能。 为了确定研究区内咸水体的平面分布和季节变化特征,对研究区进行实地调查踏勘,确定了17个地下水水位和水质的监测点,建立研究区内水位和水质的动态监测网。每隔一个月监测一次水位并取样测其氯化物浓度,以确定研究区内水位水质随时间季节的动态变化和空间分布规律,并为模型准备数据。经监测发现咸水体的西部边界一直维持在周臣屯－黄家屯西北－李哥庄镇东南－王家庄－南张家庄－石拉子－截渗墙这一区域,经计算储水层咸水体积约为2278万方。 在研究区的水文地质条件的基础上,通过分析李哥庄地区已有的降雨、蒸发、地下水开采和水文地质参数等资料,利用Visual MODFLOW中SEAWAT模块建立了研究区的变密度地下水流与溶质运移模型。运用实际监测数据对所建立的模型进行了识别和检验,效果较好,示范区内的拟合结果也能符合要求,表明所建立的模型能够比较合理地反映研究区内地下水运动和溶质运移的状态,可用于地下水资源的分析。同时,此模型可用于示范区内咸水修复的数值模拟。 2011年9月18日至10月11日,在示范区内进行了为期20天的咸水体的修复试验,修复效果不够显著,利用建立的模型对修复方案进行数值模拟优化,制定了三种方案,方案一是在改变野外试验中的抽注水井布局基础上制定的,方案二和方案三是在注水井连线上增加井。三种方案在运行110天后,抽注水井包围区域内的咸水面积缩至很小,对咸水体的修复均有较好的效果。方案三中咸水退缩最快,在处理单位面积咸水体所需的抽水量和注水量方面,方案一和方案二相差不大,方案三所需量最小,抽水量可减少近22％,同时可节约6％的注水量。综合分析,方案三要略优于方案一和方案二,但在不同的情况下可适当考虑采用不同的方案。
大沽河下游;地下咸水治理;超量开采;海水入侵;动态监测;数值模拟
中国海洋大学
硕士
环境工程
郑西来
2012
中文
P641.8;X523
73
2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）