滨海多层含水层系统中海潮引起的地下水位波动

通过对一个滨海多层含水层系统的考察,该含水层系统由上、下弱透水层和介于中间的承压含水层组成,海底露头处被淤泥层覆盖.建立了描述该系统中地下水水头随潮汐波动的数学模型,并得到其解析解.该解析解与六个基本参数有关,分别是承压含水层的海潮传播参数,淤泥层的无量纲透水系数,上下弱透层与承压含水层贮水率的比率 (无量纲)和上下弱透层的无量纲越流.当这些参数取某些特殊值时,我们的解便化简为前人考虑的几种简单情形对应的解.分析表明,承压含水层中地下水水头波幅是上、下弱透水层贮水率和越流系数的减函数,是淤泥层相对透水系数的增函数;波动相位(时滞)是上、下弱透水层贮水率和越流系数的增函数,是淤泥层相对透水系数的减函数.     

水库库盘变形的特征及其地质成因分析

不同于一般的库岸变形,库盘变形、谷幅变形是水库蓄水引起的新的工程地质问题,直接关系到水库大坝的安全运行。监测发现,已建的多座水库在蓄水过程中库盘出现下沉或抬升变形。本文以库盘变形较为典型的溪洛渡、铜街子、江垭、锦屏一级、小湾几个水电站为例,基于水电站所处的地质环境,从水库蓄水引起的区域水文地质条件变化角度分析库盘变形的地质成因条件。研究发现,地形地貌、地层岩性、地质构造和水文地质条件是发生库盘、谷幅变形的内在因素,而水库蓄水位、蓄水过程是诱发库盘、谷幅变形最重要的外在因素,外因通过内因而起作用。研究成果将为在建、待建水电工程建立正确的库盘变形、谷幅变形物理模型,准确计算、分析、预测可能发生的库盘、谷幅变形提供科学依据。     

人类活动影响下的龙口海岸带海底地下水排泄通量研究

在沿海地区,以²²³Ra和²²⁴Ra为示踪剂建立的镭质量平衡模型已广泛应用于海底地下水排泄量(SGD)的研究中,然而目前国内外关于在人类活动复杂影响较大情况下的SGD研究却极为少见。本文对比研究了在有防渗墙(A区)和填海造陆(B区)两种不同人为因素影响下的龙口海岸带水体表现年龄、海底地下水排泄量及其携带的氮磷营养盐通量。结果表明,A区平均水体表现年龄为14.26 d,B区平均水体表现年龄为10.64 d。此外,B区沿岸地下水以及近岸海水中的Ra活度均普遍高于A区,而盐度低于A区。在SGD方面,A区的SGD速率为1.26~1.60 cm·d^-1,B区为1.43~1.82 cm·d^-1,考虑SGD在评估方法上存在一定的误差,因此两个区域的SGD速率相差不大。但与我国其他自然海域相比,这两个区域的SGD速率均处于较低水平。此外,B区的氮磷营养盐浓度普遍高于A区,而且由SGD驱动的氮磷营养盐通量不同,地下水输入的不平衡的营养盐极易改变龙口海域的营养盐结构,对海洋生态环境产生不利影响,这也进一步证实SGD在沿海生态环境以及水体污染治理中的重要地位。     

露头处具有淤泥层的滨海含水层系统中海潮引起的水头波动

滨海地区社会与经济的发展引发了各种各样的水文地质问题, 因此对滨海地区的水文地质条件, 尤其是地下水与海水之间的水力联系的研究尤为重要.本文考察了海底露头处具有淤泥层的滨海含水层系统中由海潮引起的水头波动.该系统由潜水含水层、承压含水层和介于其间的弱透水层构成.建立了该系统的数学模型, 得到了该模型的解析解.该解析解包含2个无量纲参数: 弱透水层的相对越流系数和淤泥层的相对透水系数.解析解表明, 淤泥层使各处的水头波幅被缩小了一个常数倍(波幅缩减因子), 并使各处的波动相位产生了一个不超过45°的正位移常数(时滞).该时滞对半日潮不超过1.5h, 对全日潮不超过3h.波幅缩减因子和正位移常数只与弱透水层的相对越流系数和淤泥层的相对透水系数有关.当这两个无量纲参数取某些特殊值时, 本次研究的解和前人考虑的几种较简单情形所对应的解一致.承压含水层中水头波幅随着淤泥层的相对透水系数的递增而严格递增, 随弱透水层的相对越流系数的递增而严格递减; 波动相位随着这2个无量纲参数的递增均严格递减.分析表明弱透水层的越流和淤泥层的存在均对承压含水层水头波动有显著影响.      

海潮引起的包气带中的气压波动

研究了临海浅层潜水含水层中由海潮波动引起的包气带气流变化。所考察的系统由三层构成：上层和中间层为非饱和半渗透层;下层具有良好的透水性,潜水面位于其中。建立了描述非线性气水两相流模型,然后通过对模型的线性化假设,推导出气压波动的解析解,并用该解析解分析解释了香港某国际机场沥青路面下由海潮引起的气压波动。     

试论大气压波动引起的地表呼吸

由于气温白天高晚间底的周期性变化,大气压也会呈周期性波动。这种波动会导致透气性土壤地表进行“呼吸”,即气体通过地表上下运移。设定一个单一土层系统,其下边界为一个稳定的地下水位或不透气底板（如基岩）作为究对象。建立了描述大气压波动导致的土壤中气压变化的数学模型,并求得了其解析解。讨论了土壤孔隙度,土层厚度,空气渗透系数,以及大气压波动的波幅等参数对地表呼吸量的影响。     

考虑淤泥层弹性储水的滨海承压含水层中海潮引起的地下水头波动

综合考虑了海底淤泥层的弹性储水系数、海潮荷载效应和渗透性,对海底露头处具有淤泥层的滨海承压含水层系统中海潮引起的水头波动进行分析,给出了相应的数学模型,并推导出其解析解,讨论了淤泥层弹性储水对于水头波动的影响.分析表明,当淤泥层的厚度或弹性储水系数较小时,或者其渗透性较好时,可以忽略其弹性储水效应,从而把整个淤泥层简化为第三类边界条件来处理.文章还考虑了承压含水层和淤泥层中可能存在的垂向流动,对垂向剖面二维地下水流动方程进行了数值模拟,将二维数值解与忽略垂向流动的一维解析解进行了比较,结果表明该含水层系统的垂向流动是可以被忽略的.