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近年来,随着人口和经济社会的迅猛发展,淡水资源的供需矛盾更加突出,滨海平原地区的海水入侵现象越来越受到人们的普遍关注。地下坝是防治海水入侵较为有效的工程措施,通过切断海水入侵通道和地下淡水排泄通道来防止海水入侵。国内外很多专家已经做过模拟海水入侵的室内试验,但模拟地下坝的室内模型试验较少。本文通过室内沙箱模型模拟了有无地下坝时海水入侵界面的动态变化情况,为揭示海水入侵机理、入侵的规律和发展趋势以及地下坝防治海水入侵提供了理论基础;并采用地下水流动及溶质运移模拟软件FEFLOW对室内试验内容进行数值模拟,并与物理试验结果进行拟合,以修正部分参数,从而为建立三维饱和介质、非稳定流和瞬变溶质迁移模型,模拟大尺度海水入侵过程提供依据。本研究主要做了以下工作:(1)着色示踪剂的选择。试验初选了一种吸附性较小的食用色素胭脂红拟作为着色示踪剂,通过着色示踪剂干扰试验和运移速率试验验证胭脂红是否满足着色剂的要求。(2)模拟参数的确定。试验确定试验介质的相关参数,包括渗透系数、弥散度、孔隙度等。设计了一维柱状模型,通过渗透试验和弥散试验测得了试验介质的渗透系数和弥散度。测量试验介质的孔隙度。(3)无地下时海水入侵室内试验。通过室内沙箱模型模拟无地下坝时海水入侵界面的动态变化。运用着色技术、图像处理技术和水质检测技术,分别试验了咸淡水水位差和浓度差对入侵界面运移速率的影响。(4)地下坝防治海水入侵试验。试验了不同渗透系数的地下坝对海水入侵的防治效果。(5)数值模拟。对室内沙箱模型试验的内容进行数值模拟,并通过模拟结果与试验结果的拟合和人工调参调整部分试验参数。通过以上研究得到如下结论:(1)胭脂红可以作为着色示踪剂用于海水入侵试验中。(2)确定了试验参数,渗透系数为0.22cm/s,水平弥散度为0.0083m,孔隙度为32.86%。(3)无地下坝时,每个海水入侵过程,运行时间越长海水入侵速率越慢;咸水与淡水的水位差越大,海水入侵速率也越大;海水浓度越大海水入侵界面的运移速率越大;从海水入侵界面运移速率的变化趋势可以预测水位差越小越早到达平衡状态;且随着时间的推移,浓度引起的入侵界面运移速率的差距随着时间的推移不断缩小。(4)地下坝的渗透系数对海水入侵的影响较大,渗透系数越小对海水的拦截作用越明显,当渗透系数达到10-6cm/s这个数量级时,防治效果非常明显。(5)通过对室内试验内容的数值模拟和试验结果的拟合,调整试验介质的部分参数,水平渗透系数调整为1×10-2cm/s,垂向渗透系数调整为0.1×10-2m/s。