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Hydrodynamics Modelling & Environmental Remediation Research Group

水动力过程模拟与环境修复研究团队

课题组在《Advances in Water Resources》发表论文评估多井水力屏障提高滨海含水层地下水开采的能力
来源: | 作者:myan | 发布时间: 2020-08-25 | 104 次浏览 | 分享到:

近日,课题组在《Advances in Water Resources》上发表题为“Evaluation of the performance of multiple-well hydraulic barriers on enhancing groundwater extraction in a coastal aquifer”的学术论文。17级硕士研究生侍灵通为论文的第一作者,鲁春辉教授为论文的通讯作者(论文链接:https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2020.103704)。

近年来随着海岸带地区社会经济的快速发展及人口增长,淡水需求量急剧增加,通常需要通过抽水井抽取地下淡水来满足需求。因此,储存在沿海含水层中的地下水是一种宝贵的资源。然而,由于海水入侵问题的存在,滨海含水层中抽水井并不能无限量抽取地下淡水。为了量化分析抽水井抽水量的合理取值,通常将抽水井恰好不会抽取到咸水时,抽水井对应的抽水量称为最大抽水量。

为了增强抽水井的最大抽水量,通过在抽水井与海岸间设置注水井构成水力屏障是一种常用的方法。本文基于解析方法研究了多注水井系统对沿海地区单口完整抽水井最大抽水量的影响,在多注水井系统的情形中,将内陆侧的单口完整抽水井抽取的部分淡水通过位于盐水楔与抽水井之间且平行于海岸排布的两口或三口完整注水井回注至含水层中。结果表明,在水文地质条件相似的情况下,通过合理的井位设计和抽水量设计,多注水井与内陆抽水井构成的多井系统的性能优于单一的抽水井和单注水井时的抽注双井。


1.aDIW系统bTIW系统的平面图(带十字的圆圈表示抽水井,实心圆圈表示注水井)和(c)多井系统的横截面图

敏感性分析表明,在总注水量一定的情况下,通过选择合适的注水井距海岸线的距离和两个注水井之间的距离,可以获得最大净抽水量。在总注水量不固定的情况下,最大净抽水量由总注水量控制。总注水量越大,最大净抽水量越大。随着这些参数值的变化,最大净抽水量对应的临界驻点和再循环比也不同。对于三口注水井的情况下,非均匀注水可以进一步提高最大净抽水量。本研究的分析结果可为评估和设计多注水井系统提供指导,并对沿海含水层地下水资源的有效管理具有重要意义。

本研究得到了国家自然科学基金(5167906751879088)和中央高校基础研究基金(B200204002)资助。