[发明专利]一种流域内海水入侵地下水采补平衡研究方法

权利要求书

1.一种流域内海水入侵地下水采补平衡研究方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：计算流域内的汇源项系数，汇源项系数包括大气降水入渗补给量、河流渗漏补给量、农业灌溉入渗量、水库入渗量、潜水蒸发量、地下水开采量和侧向流出量；

S2：定义流域内的研究范围和边界，建立流域内的水文地质概念模型：

其中，Ω为渗流区域，ε为含水层的源汇项系数，h为地下水位，h₀为地下水系统的初始水位分布，K_x、K_y分别为含水介质x方向和y方向的水平渗透系数，K_z为含水介质的垂向z渗透系数，S为自由面以下含水层的储水率，μ为潜水含水层的重力给水度，Γ₀为渗流区域的上边界，即为地下水的自由表面，p为潜水面的蒸发和降水入渗强度，h₁为已知边界水位值，Γ₁为已知水位边界，Γ₂为渗流区域的流量边界，为边界面的法线方向，为边界面法线方向的渗透系数，q为流量边界单位面积上的流量，流入为正，流出为负，隔水时为0，t为研究时间；

S3：将流域内的汇源项系数输入到水文地质概念模型中，得到流域内的地下水均衡数据，根据地下水均衡数据评估流域内是否遭受海水入侵。

2.根据权利要求1所述的流域内海水入侵地下水采补平衡研究方法，其特征在于，所述步骤S1中计算大气降水入渗补给量的方法为：

其中，Q_i^k为流域内位置i第k个月的降水入渗补给量，α_i为位置i对应的降水入渗系数，P_i^k为位置i第k个月的降水量，F_i为位置i的计算区面积；

所述河流渗漏补给量Q_R的计算方法为：

其中，h_r为河流的水位，h为地下水位，W为河流宽度，M为河床底积层厚度，K_s为河床底积层的渗透系数，L为河流长度，C_R为河流渗漏的水力传导系数；

所述农业灌溉入渗量为流域内平均农业灌溉量的50％；

所述水库入渗量Q_水库的计算方法为：Q_水库＝V·F·△t，其中，V为流域内水库的渗漏速度，F为流域内水库的渗漏区面积，△t为流域内水库的渗漏时间；

所述潜水蒸发量的计算方法为：

其中，E_g为地下水的蒸发强度，E₀为水面的蒸发强度，d₀为地下水的蒸发极限埋深，d为地下水的水位埋深，n为经验系数，n＝1；

所述地下水开采量包括农业开采量、生活开采量和城镇自备井开采量，所述农业开采量、生活开采量和城镇自备井开采量均通过统计流域内的农业开采量、生活开采量和城镇自备井开采量得到；

所述侧向流出量Q_b的计算方法为：

其中，C_b为外部水源与流域的水力传导系数，h_b为外部水源的水位，h'为流域内的水位；L×W为流域内面向外部水源的横截面面积，K为外部水源与流域之间介质的渗透系数，D为外部水源与流域之间的距离。

3.根据权利要求1所述的流域内海水入侵地下水采补平衡研究方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S31：以可视化软件GMS作为流域内地下水流模拟的平台，根据水文地质概念模型，对流域内的地下水流进行模拟；

S32：根据流域内的含水层结构、边界条件和地下水流场特征，将流域在平面上剖分成若干行、若干列的规则矩形网格；

S33：将汇源项系数代入水文地质概念模型中进行计算，得到流域内的地下水均衡表，利用流域的总补给量和总排泄量计算均衡量：均衡量＝总排泄量-总补给量；将均衡量与均衡量阈值进行比较：

若均衡量＞均衡量阈值，则判定流域内的地下水过量消耗，地下水与海水之间形成压差，地下水会受到海水入侵；

若均衡量≤均衡量阈值，则判定流域内的地下水充足，地下水与海水之间形成压差，过量的地下水会排向海里，流域内不会受到海水入侵。