中国河口海岸水库发展现状与展望

河口海岸水库是指修建在河口或者海岸地区的水库,其主要特点是利用堤坝分隔海水与淡水,从而达到在海洋环境中蓄积淡水的目的。首先回顾了中国历史上的河口水库,探讨了河口海岸水库从雏形发展至今的历史进程,并结合实例介绍了现代河口海岸水库发挥的重要作用。在整理并总结不同类别的河口海岸水库资料的基础上,提出了河口海岸水库的科学分类,当以建造位置为分类标准时,可将其细分为河口型、海湾型、海岸线型和岛屿型水库;归纳了建造过程中亟需解决的技术难题;讨论了河口海岸水库可能造成的生态环境影响。结合我国主要流域的水文与地貌特点,在最后展望了未来可以修建河口海岸水库的重点区域,特别提出了在珠江三角洲粤港澳大湾区建设河口海岸水库的设想,讨论了在台湾、海南、舟山等几大主要岛屿修建岛屿性水库的可行性。

陆源淡水流量对海岸水库海水入侵的影响

采用平板水槽系统开展了室内物理模型试验,探究了陆源地下水流量与入库地表水流量对海岸水库海水入侵的影响。结果表明:海岸水库的下盐水楔入侵长度与陆源淡水流量呈对数下降关系,随着陆源淡水流量的增大,下盐水楔入侵长度减小趋势减弱;与陆源地下水相比,入库地表水对海岸水库海水入侵的抑制作用更显著;随着陆源淡水流量增大,海岸水库库底盐分减少,上盐水楔比下盐水楔先减小、消失;通过减少地下水的开采和采取调水入库的手段可以抑制海岸水库海水入侵,缓解水库水体的咸化。

截渗墙设计对水库海岸带预防海水入侵的影响

为探究海岸水库处于低水位时,不同深度与位置工况的截渗墙对滨海潜水层海水入侵的防治效果,在物模实验验证的基础上采用SUTRA模型建立了具有代表性的二维海岸模型,对有、无截渗墙、截渗墙底部到潜水层底部距离分别为14,12,10 m和截渗墙到海洋边界分别为70,65,60 m工况下的潜水层中水盐分布、水流运动特征、物质输移规律和地下水入侵动力情况进行模拟。结果表明:1)截渗墙能够显著减少海水入侵距离,且对于有海岸水库的滨海潜水层的海水入侵防治效果更加明显,减少幅度为19.5%;2)截渗墙越深入潜水层或越靠近海洋边界,对海水入侵的防治效果和潜水层淡水储量的增加效果越明显,内陆物质输移越慢,海侧物质输移越快;3)截渗墙能有效阻止潮汐的波动向内陆的传播,且截渗墙越靠近海洋、越深入潜水层,效果越明显。研究进一步明确了海岸水库地区截渗墙作用下海水入侵的特征与规律,其成果可为优化截渗墙空间设计提供模型参考和理论指导,并为海岸水库建设和科学管理提供科学依据。

水库对海岸带海水入侵影响的数值模拟研究

修建海岸水库是满足滨海地区淡水资源的保障的一个重要方式,为了进一步分析海岸水库的建立对滨海含水层的海水入侵的影响,采用SUTRA(saturated-unsaturated transport)模型建立具有代表性的二维海岸模型开展定量和定性研究,结果表明:潮汐作用抑制底层盐水楔的入侵,加快海陆物质交换;实例中计算表明建坝后,海岸水库坝体的建立加剧了海水入侵;水库水位在平均海平面以下时,潮汐动力因素占主导,海水入侵严重且随着水位抬高,海水入侵程度基本保持不变,应注意海水入侵的防治;库区水位在平均海平面以上时,海水入侵程度随着库区水位的抬高而减少,可以调节水库水位进行滨海含水层的海水入侵的防控;海岸水库在建设中存在一个控制水位,当水库水位在控制水位以上,库区水体盐度和含水层淡水储量能得到保证;库区高水位时内陆物质运移时间较长,运移区域较广,氮类污染物易在库底含水层堆积,需重视含水层的地下水污染防治。