[发明专利]一种流域内海水入侵地下水采补平衡研究方法

说明书

本发明公开了一种流域内海水入侵地下水采补平衡研究方法，其包括以下步骤：S1：计算流域内的汇源项系数；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：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。本发明通过对流域内研究区的地下水位、降水量的动态变化趋势进行分析，研究潜水埋深与降水量变化的关系，分析降水量对地下水埋深的影响；通过建立水文地质概念模型，为国内外海水入侵防控措施进行研究与分析提供有效的方法，并为提出研究区适宜的海水入侵防控措施提供有效的资料。

技术领域

本发明涉及海水入侵研究技术领域，具体涉及一种流域内海水入侵地下水采补平衡研究方法。

背景技术

海水入侵是指海滨地区因过量抽取地下水，海水和地下淡水的天然平衡条件被破坏，从而引起海水向大陆含水层推移的一种有害水文地质作用。从上述定义可以看出，海水入侵的本质是：“滨海地区由于人为超量开采地下水，引起地下水位大幅度下降，海水与淡水之间原有的动态平衡被破坏，从而导致咸淡水界面向陆地方向推进”。由于近年来开始大规模开发利用地下水资源，开采量大幅增加，地下水的开发利用为经济社会的快速发展发挥了巨大的支持和保障作用。与此同时，地下水不合理开发利用造成的超采问题也随之凸现，严重威胁着水资源可持续利用和经济社会可持续发展。所以，及时控制和治理地下水超采区，加强地下水超采区水资源管理工作刻不容缓，亟需研究滨海地区地下水海水入侵状况，为地下水淡水治理提供依据。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种为流域内海水入侵提供依据的流域内海水入侵地下水采补平衡研究方法。

为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

提供一种流域内海水入侵地下水采补平衡研究方法，其包括以下步骤：

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。

进一步地，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；

河流渗漏补给量Q_R的计算方法为：