滨海地表水和地下水耦合模型的建立及应用

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海岸带是大陆和海洋的过渡地带,海岸地下水参与了如海岸侵蚀、盐水入侵、水质污染等水体交互运动。近年来,许多国内外学者已经在地表水和地下水相互作用的问题上做了一些研究,这一领域已逐渐成为新的研究的热点。目前的研究中,数值模拟法建立耦合模型是主要研究方法,地表水一般假设为一维河道和二维坡面流,在海岸带区域研究较少,而且所建立模型大多限于实验验证,对实际情况的应用计算很少。本文应用数值模拟方法,尝试将地表水模型与地下水模型耦合,应用经典的泻湖试验进行耦合模型的验证,并将其应用于计算实例。所建立模型将来可以用来研究滨海地区海水入侵、污染物运移等问题。论文主要研究内容有:(1)选取三维有限差分地表水计算模型POM与三维有限元地下水计算模型SUTRA,在两个模型的海岸交界处进行处理,以水量交换作为两个模型的耦合关系,建立海岸带地表水和地下水计算的三维耦合数值模型。(2)模拟Ebrahimi泻湖实验用于耦合模型的模型验证,通过对比观测点的水位和速度模拟值和实测数据,验证模型计算的有效性。在实验基础上加入溶质运移的计算,分析了沙坝内盐度侵入变化规律。(3)将模型应用于实例计算,建立六股河地区的近似模型,以潮汐为海洋动力条件,分别探讨了不同的渗透系数参数和有无降雨条件对地下水运动的影响。
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