滨海地下水与地表水耦合模型研究.docx

滨海地下水与地表水耦合模型研究
——大小潮诱发的地下水波动特征分析

2.1万字 59页 原创作品，已通过查重系统


摘要
在自然界中，滨海地区的潮汐往往不是单个信号特征，而是多个信号的组合，比如大小潮信号，这就导致潮致地下水的波动具有明显的复合波特征。现有研究表明，由于非线性作用以及主频波之间的相互作用，潜水层内会形成频率更低的波动信号(SNWTF)，这个更低频率的波动信号比主频波信号传的更远，从而诱发离岸较远一侧水体波动，对内陆物质的向海搬运和潜流形成具有一定的影响。传统针对大小潮诱发的低频波动特征研究都忽视了非饱和区持水特性及其对波动的影响。本文考虑有限非饱和区厚度，推导出新的地下水波动控制方程，基于该控制方程，对大小潮诱发的低频波动特征展开研究。结果表明，在非饱和区的影响下，内陆一侧的地下水位超高存在明显降低趋势，并且大小潮诱发的低频波动传播的更远。进一步研究发现，边界附近非饱和区持水能力的增强，会削弱大小潮诱发的低频波动最大振幅的形成，而远区非饱和区的存在则有利于大小潮诱发的低频波动振幅的缓慢衰减。此外，土壤覆盖厚度、潜水层厚度、土壤渗透系数、海滩滩面坡度，都会对大小潮诱发的低频地下水波动产生影响。大小潮诱发的低频地下水波动的形成与主频波的传播呈反向关系，即当土壤特性越有利于主频波的传播时，大小潮诱发的低频地下水波动越不易产生。这一机制说明了在淤泥质海岸，大小潮诱发的低频地下水波动较沙质海岸更为显著，这对于淤泥质海岸靠内陆一侧的物质输运有很大的影响。


关键词：地下水波动、非饱和区、耦合模型、大小潮