[发明专利]利用海岸带多个观测孔潮汐效应地下水位信息确定含水层参数的方法

说明书

1.技术领域

本发明涉及利用海岸带多个观测孔潮汐效应地下水位信息确定承压含水层水文地质参数的方法，可以用来研究海岸带地下水动力特征和进行地下水资源评价、开发和保护，属于海岸带地下水动力学技术领域。

2.背景技术

由于月球、太阳对地球的引力作用，致使海洋表面出现周期性涨落的现象，这就是海潮。因月球、太阳对地球各处引力的不同，海平面有时出现较大的涨落(大潮)，有时出现较小的涨落(小潮)，如此周而复始。在与海水有联系的滨海含水层的井孔中，可以观测到地下水位随着潮起潮落而出现的有规律的波动，这种现象称为潮汐效应，在潜水含水层和承压含水层中均可以出现。研究海岸带潮汐效应，包括以下问题：①滨海含水层地下水位随潮汐波动的幅度大小和地下水位波动幅度随距海岸的距离的增大而呈现的变化特点，以及潮汐影响的最远距离，②滨海含水层地下水位波动的周期和与海潮的时间滞后，③描述滨海含水层地下水位波动的数学模型及水位动态预测，④利用潮汐效应地下水位动态观测资料确定含水层参数等。

海潮引起滨海含水层的潮汐效应，是海岸带重要的自然现象，蕴含着有关滨海含水层的丰富信息。通过观测地下水位变化和定量研究这种潮汐效应，可以掌握海潮对滨海含水层地下水的影响程度，了解含水层多孔介质和地下水的诸多性质。利用观测的地下水动态资料可以求得含水层水文地质参数(如水力传导系数、储水系数等)；或者已知陆地某点处的承压水水头动态及其它必要的参数，可以反求承压含水层顶板延伸到海底的长度。在设计海岸附近开采井的开采降深和抽水设备时，地下水潮汐效应也是设计者必须考虑的因素。潮汐效应对滨海含水层海岸带咸、淡水界面或过渡带的变化有着显著的影响，从而影响到海岸带地质环境的变化，因而在研究海水入侵问题时，也必须对此予以足够的重视。在天然条件下海平面的周而复始的涨落对海岸带咸淡水界面和地下水位产生重要影响，人为开采海岸带地下水则直接影响到海岸带咸淡水界面的移动和地下水位的变化。

当含水层与海水有直接水力联系时，海水面升降变化引起的压力波会在含水层中传播，致使地下水位出现象海潮一样有规律的波动。显然，海岸带地下水位的波动幅度要小于海水面的波动，并且随着远离海岸，地下水位的波动逐渐减弱，到达一定距离后，就观测不到地下水位的这种波动了。可以建立描述海岸带地下水流动的数学模型，对潮汐效应现象进行模拟。以下考虑的是滨海承压含水层的情形。

如图1所示的均质各向同性滨海承压含水层，假定承压含水层初始地下水位水平并且与海平面一致，海岸边界为垂直边界，忽略海水密度与淡水密度的差异，海潮的波动可以用正弦函数描述。

选取图1所示的坐标，原点在平均海平面与海岸线交界处，向内陆方向为正。描述滨海承压含水层地下水一维非稳定流动的控制方程和初始条件及边界条件可以表示为：

∂2H∂x2=ST∂H∂t---(1)]]>

H(x，0)＝0(1a)