充气法治理承压含水层海水入侵的数值模拟方法
【专利摘要】本发明涉及防止海水入侵【技术领域】。为治理承压含水层海水入侵，本发明采用的技术方案是：充气法治理承压含水层海水入侵的数值模拟方法，包括如下步骤：步骤一：建立地下水气-液二相流及溶质运移模型，包括基本控制方程及辅助方程，不考虑温度对系统的影响；步骤二：模型求解；步骤三：模型边界条件确定：步骤四：模型验证：运用地下水气-液二相流及溶质运移模型，模拟分析承压含水层受咸、淡水共同作用的静力平衡情况，并与已有文献的计算结果进行对比验证；步骤五：分析充气法治理承压含水层海水入侵的效果。本发明主要应用于防止海水入侵。
【专利说明】充气法治理承压含水层海水入侵的数值模拟方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及防止海水入侵【技术领域】，具体讲，涉及充气法治理承压含水层海水入侵的数值模拟方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着沿海地区经济的快速发展，地下水超采越来越严重，造成地下水位持续下降，海水侵入地下含水层，形成海水入侵现象。我国海岸线长达1.8X 104Km，出现海水入侵的城市有十几座，入侵面积己超过lOOOOKm2，由此引发的耕地土壤盐碱化、地下设备腐蚀、水质恶化等问题严重阻碍了沿海地区的经济和社会发展。因此，开展海水入侵深入研究，提出防治和减轻海水入侵的措施，具有重要的科学价值和社会意义。
[0003]目前，防治海水入侵的措施主要有:限制地下水开采量、迁移抽水井、人工回灌补给、人工抽取咸水、修建地下帷幕。限制地下水开采量并不能从根本上解决海水入侵，有可能会加剧供需水矛盾。迁移抽水井的成本较高，也可能面临其它问题，如建筑层或含水层的尺寸条件。人工回灌需要大量的淡水资源，对于缺水地区，需兴建大量引水工程，势必增加成本费用。人工抽取咸水能够减少海水入侵的程度，但主要问题在于如何处理抽取的咸水。地下帷幕包括实体帷幕、水力屏障和地下充气墙等，实体帷幕和水力屏障的造价昂贵，可能会引起水质恶化和污染，而修建地下充气墙的方法造价低，无需注水或泥浆即可形成挡水帷幕，也不会引起二次污染，较为理想。然而，尽管充气法防治海水入侵在理论上是可行的，但针对充气法防治效果展开试验的研究费用较为昂贵，且耗时耗力。
【发明内容】
[0004]为克服现有技术的不足，治理承压含水层海水入侵，为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:充气法治理承压含水层海水入侵的数值模拟方法，包括如下步骤:
[0005]步骤一:建立地下水气一液二相流及溶质运移模型，包括基本控制方程及辅助方程，不考虑温度对系统的影响，具体如下:
[0006]模型的基本控制方程为:
[0007]
【权利要求】
1.一种充气法治理承压含水层海水入侵的数值模拟方法，其特征是，包括如下步骤:步骤一:建立地下水气-液二相流及溶质运移模型，包括基本控制方程及辅助方程，不考虑温度对系统的影响，具体如下: 模型的基本控制方程为:
2.如权利要求1所述的充气法治理承压含水层海水入侵的数值模拟方法，其特征是， (1)累积质量密度Mk等于β相中组分K的质量之和，其表达式为:
【文档编号】G06F17/50GK103455667SQ201310366837
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年8月20日
【发明者】孙冬梅, 臧永歌, 张杨 申请人:天津大学