第八届青年地学论坛

       海水入侵是滨海地区一种常见的地质灾害，也是制约滨海地下水可持续利用关键性问题。裂隙含水层是海岸带常见的含水层类型，较其他类型含水层更易遭受海水入侵等环境地质灾害。裂隙含水层的强非均质特性不仅难以进行数值和物理模拟，且其产生的优先通道会显著影响海岸带地下水动力系统。同时，潮汐活动也对盐水楔、咸淡水混合带的位置与形状具有重要影响。然而，裂隙含水层中海水入侵的研究尚在起步阶段，主要集中在静态边界下裂隙含水层海水入侵的数值模拟研究，而关于裂隙含水层和潮汐活动对海水入侵的共同作用及相关机制的认识尚不充分，也缺乏直观的室内物理试验机制研究。因此，明晰潮汐影响下的裂隙含水层中海水入侵特征，不仅能够提高滨海地下水污染预测及治理能力、加强地下水管理与防治水平，还对改善滨海地区生态环境、促进滨海经济可持续发展具有重要意义。
      本研究旨在明晰潮汐对裂隙含水层中海水入侵的影响。本研究通过室内物理试验和数值实验初步分析了潮汐和裂隙的综合作用对盐水楔、地下水流场和海底地下水排泄等因素的影响。随后，本研究进一步定量分析了非潮汐/潮汐条件下盐水楔、混合体积、盐水体积和浓度分布模式等海水入侵特征对裂缝水平位置、垂直位置、长度和方向等特征的敏感性。结果表明，潮汐可以增强裂隙含水层中海水入侵的大部分特征的变化范围，并改变裂隙特征对海水入侵的影响模式；裂隙会汇聚其周围的淡水，其对海水入侵的具体影响取决于其与盐水的相对位置。当裂缝刚从盐水楔中以水平或垂直方向脱离时，盐水楔趾长达到最大值；同时，较长的裂缝会促进海水向内陆入侵，并缓解潮汐对盐水楔抑制作用。此外，水平裂缝可以在潮汐的帮助下显著扩大高浓度盐水的分布、海底地下水排泄总量和上层盐水羽流的面积，而垂直裂缝仅对混合区有较明显的影响。
 

海水入侵；裂隙含水层；潮汐；室内试验；数值模拟