[发明专利]一种基于防渗土工膜的浅层海水入侵防治方法

说明书

本发明公开了一种基于防渗土工膜的浅层海水入侵防治方法，包括步骤如下：1.获取浅层含水层水文地质数据；2.建立浅层含水层海水入侵数值模型，确定防渗土工膜的最优布置深度；3.平整海岸斜坡，方便防渗土工膜的铺设；4.沿海岸斜坡覆盖防渗土工膜，并在土工膜顶端及底端安装防滑钉；5.将水泥袋或碎石均匀覆盖至土工膜上，增加土工膜的配重。本发明从控制内陆淡水排泄出口的角度出发，防渗土工膜的设置使淡水排泄出口下沉，以此限制浅层含水层内海水入侵范围。本发明与现有防治海水入侵的方法相比，施工布置简单，运行成本低廉，便于维护更换，具有极佳的应用前景。

技术领域

本发明涉及海水入侵防治方法，尤其涉及一种基于防渗土工膜的浅层海水入侵防治方法。

背景技术

因咸淡水密度差异，海水会从底部入侵至含水层内淡水部分，形成一个入侵的盐水楔。在天然状态下，海岸带含水层内咸淡水之间保持了一种动态平衡。然而，当陆侧水力梯度降低(如抽水)或海侧水位升高(如海平面上升)将打破该动态平衡，使咸淡水界面向内陆侧移动，加剧海水入侵问题。

近年来，由于过量开采地下水造成水动力平衡破坏以及海平面上升，沿海地区产生了大面积海水入侵，在中国尤以黄渤海沿海地区最为突出，严重威胁供水与生态安全。为应对气候变化和人类活动双重压力，沿海地区陆续开展海水入侵的防治工作。

目前，常用的治理海水入侵的方法主要有如下几种：

(1)物理帷幕法

物理帷幕法主要包括截渗墙和地下坝，通过在地下建立隔水帷幕，一方面阻挡咸水向内陆侧入侵，另一方面减小陆侧淡水排泄的截面面积，增加截面淡水排放速度，促使入侵的盐水体向海侧回退。物理屏障实体宜建于海水入侵通道较狭窄的地段，可通过喷灌水泥浆、乳状沥青、膨润土泥浆、硅胶、丙烯酸钙等方式修建。实体帷幕修建时投资较大，但管理和维修费用较低，对海水入侵具有较好的阻隔效果。值得注意的是，在考虑内陆抽水的工况时，截渗墙阻隔海水入侵的效果低于地下坝，但地下坝易造成陆源污染在坝下堆积，造成陆侧淡水污染。

(2)水力帷幕法

水力帷幕是向位于盐水楔盐趾前缘的钻孔中注水抬高地下水位形成一道淡水帷幕，增加陆侧淡水排泄通量，限制海水入侵的向陆侧发展。水力帷幕法治理海水入侵的效果强烈依赖注水速度，注水速度越高，效果越好，但增加了运行管理成本，难以长时间维持。此外，水力帷幕法需要消耗大量淡水资源，进一步限制了其在海岸带地区的应用。

(3)气体帷幕法

利用高压气泵，向含水层内注入气体，在含水层内形成一道弱渗透的气体墙，也可有效限制海水入侵的发展。然而，因存在气体逃逸问题，气体帷幕法在非承压含水层内治理海水入侵的效果不佳，故只适用于封闭性较好的承压含水层内。此外，向含水层内注射高压气体，会为缺氧的含水层引入大量氧气，将改变含水层内理化环境，对含水层内自然生态平衡造成威胁。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种运行成本低廉、施工布置简单、适应性强、应用前景极佳的基于防渗土工膜的浅层海水入侵防治方法。

技术方案：本发明提出了一种基于防渗土工膜的浅层海水入侵防治方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)获取浅层含水层水文地质数据；(2)建立浅层含水层海水入侵数值模型，确定防渗土工膜的最优布置深度；(3)平整海岸斜坡；(4)在沿海岸斜坡覆盖防渗土工膜，并在防渗土工膜顶端及底端安装防滑钉；(5)在防渗土工膜上均匀覆盖水泥袋或碎石。

优选地，所述步骤1获取的水文地质数据包括含水层地层结构、饱和渗透系数、有效孔隙度、陆侧水位/流量、平均海平面、潮汐振幅、海岸斜坡基本走势、海湾形状、海水入侵的范围及海水入侵通道特征。