第八届青年地学论坛

海岸带含水层的非均质性极大地影响了海水入侵。以往的解析研究主要基于垂直于岸线方向的含水层二维横截面模型，受到模型维度限制，无法充分考虑顺岸线方向地质非均质性的影响。本文采用推导解析解与基于变密度地下水流溶质运移模型的数值模拟相结合的方法对该问题进行了研究。基于拉普拉斯方程，推导了海岸带含水层在顺岸线方向存在两层非均质分区情况下的海水入侵稳态解析解。同时考虑了承压和非承压含水层，定水头和定流量内陆边界条件，以及顺岸线方向的不渗透边界和无限宽边界两种边界条件对解析结果的影响。使用SEAWAT建立了野外尺度的三维非均质海岸带含水层数值模型，设置非均质分区水力传导系数为1 m/d与10 m/d。并通过两种不同尺寸的模型验证了不渗透边界与无限宽边界的解析结果。研究表明，对于定水头内陆边界，非均质解和均质解结果相同，海水入侵不受非均质性影响；对于定流量内陆边界，解析结果与数值模拟结果吻合效果好，解析结果均位于数值结果10%-90%等浓度线区域内。不渗透边界和无限宽边界对解析结果的影响程度受到模型宽长比的影响，模型宽长比越大，这两种解的偏差就越小。将非均质解和均质解在模型两端的偏差无量纲化后，发现当模型宽长比大于10时，该偏差量将不受其余无量纲量的变化影响。本研究推导的解析解可进一步扩展到顺岸线方向存在多层非均质区的情况，并为评估含有这种地质特征的含水层中的海水入侵稳态情况提供了一种有效的方法。

海水入侵,非均质性,解析解