本发明涉及河口地区浅层含水层咸水入侵防治，具体而言，特别涉及一种通过改进闸门结构防治河口地区浅层含水层咸水入侵的方法。
背景技术：
1、在滨海及河口地区，地下水是非常重要的供水水源和生态环境资源，是经济可持续发展的重要支撑。随着滨海及河口地区经济的快速发展和人类活动的加剧，人们对水资源的需求快速增长，导致了地下水资源的过度开采。同时，近年来极端气候加剧、干旱频发，使得咸潮上溯事件的频率、强度和持续时间均有所增加。上溯咸水通过河床、河岸等界面渗透进入浅层含水层，改变地下水流场，并导致地下水盐度升高，影响饮用水安全，威胁农田灌溉用水质量，破坏湿地生态系统平衡，引起土壤盐渍化等一系列问题。为了减轻浅层含水层的咸水入侵程度，发明一种有效的防治手段十分必要。
技术实现思路
1、发明目的：本发明旨在提供一种通过改进闸门结构防治河口地区浅层含水层咸水入侵的方法。
2、技术方案：本发明的一种通过改进闸门结构防治河口地区浅层含水层咸水入侵的方法，包括以下步骤：
3、(1)获取咸潮上溯地区挡潮闸工程附近的浅层含水层水文地质数据；
4、(2)建立浅层含水层咸水入侵数值模型，确定最优闸门延长深度；
5、其中，确定最优闸门延长深度的方法为：建立挡潮闸位置随潮汐变化的浅层含水层咸水入侵数值模型；通过建立的模型，模拟一系列不同闸门延长深度的海水入侵情况，得到闸门延长深度及其对应的咸水入侵面积；预设一咸水入侵面积降低百分比即咸水入侵面积阈值，咸水入侵面积阈值对应的闸门延长深度即为最优闸门延长深度；
6、(3)针对步骤(1)中的挡潮闸工程的闸门结构进行改进，延长闸门深度至步骤(2)中确认的最优闸门延长深度。
7、进一步地，步骤(1)中，获取的水文地质数据包括含水层地层结构、渗透系数、有效孔隙度、平均海水位、潮汐振幅、陆侧水位及咸水入侵通道特征。
8、进一步地，步骤(2)中，咸水入侵面积阈值的确认方法为：计算浅层含水层盐度在0.45‰以上的咸水入侵面积，与未改进闸门结构的情况相比，咸水入侵的面积需至少降低65％，则认为达到了显著减小浅层含水层咸水入侵的效果，该模拟情况下的闸门延长深度即为最优闸门延长深度。
9、进一步地，步骤(2)中，通过理查兹方程和对流-扩散方程建立二维浅层含水层咸水入侵数值模型。
10、更进一步地，理查兹方程为：
11、
12、其中c表示持水量；se表土壤有效饱和度；s表示储水系数；hp表示压力水头，其大小与压力p成正比；t为时间；k表示水力传导率；d为高度坐标。
13、更进一步地，对流-扩散方程为：
14、
15、其中c表示浓度，dd表示机械弥散系数，de表示有效扩散系数。
16、进一步地，步骤(3)中，原有挡潮闸工程的闸门相关结构包括闸底板，闸底板两侧的闸墩上设有的闸门槽，闸门槽上安装有闸门；改进后的闸门包括闸底板，闸底板两侧的闸墩上设有闸门槽，闸门槽上安装有闸门；闸底板的底面开设有闸底板开孔；闸底板的下方设有多孔挡土墙；多孔挡土墙内设一空腔；闸门在闸门槽上下移动，闸门可向下移动并穿过闸底板开孔至多孔挡土墙的空腔内。
17、上述技术方案中，对闸底板进行施工改造，依据挡潮闸的结构形式、工程规模、工程规划、运行现状、施工条件，在保证建筑结构安全的前提下，在闸底板位置沿闸门槽方向向下开孔，以使改进的闸门结构能够通过开孔进入闸底板下部浅层含水层。
18、其中，对闸底板开孔施工，闸底板开孔尺寸不应小于闸门截面大小，开孔大小应便于布置多孔挡土墙；在闸门向下延伸部分的上下游及两侧布置多孔挡土墙，形成不含多孔介质的空腔结构，便于改进的闸门启闭。
19、更进一步地，所述多孔挡土墙是透水结构，可避免浅层多孔介质随水流进入闸室。多孔挡土墙可以使用预制混凝土筑件，也可以使用其他施工工艺浇筑多孔挡土墙。
20、更进一步地，所述的多孔挡土墙的空腔内侧设有限位滑轨，所述限位滑轨用于限制闸门只能上下滑动。
21、有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：1.在不改变原有建筑结构的条件下，通过将闸门向挡潮闸下部浅层含水层延伸的技术方案，实现防治河口地区浅层含水层咸水入侵的效果，显著降低经济成本。
22、2.本发明所提出的一种改进闸门结构的施工方案相对简便，对原有建筑结构影响较小，具有良好的适应性。
1.一种通过改进闸门结构防治河口地区浅层含水层咸水入侵的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种通过改进闸门结构防治河口地区浅层含水层咸水入侵的方法，其特征在于，步骤(1)中，获取的水文地质数据包括含水层地层结构、渗透系数、有效孔隙度、平均海水位、潮汐振幅、陆侧水位及咸水入侵通道特征。
3.根据权利要求1所述的一种通过改进闸门结构防治河口地区浅层含水层咸水入侵的方法，其特征在于，步骤(2)中，咸水入侵面积阈值的确认方法为：计算浅层含水层盐度在0.45‰以上的咸水入侵面积，与未改进闸门结构的情况相比，咸水入侵的面积需至少降低65％，则认为达到了显著减小浅层含水层咸水入侵的效果，该模拟情况下的闸门延长深度即为最优闸门延长深度。
4.根据权利要求1所述的一种通过改进闸门结构防治河口地区浅层含水层咸水入侵的方法，其特征在于，步骤(2)中，通过理查兹方程和对流-扩散方程建立二维浅层含水层咸水入侵数值模型。
5.根据权利要求4所述的一种通过改进闸门结构防治河口地区浅层含水层咸水入侵的方法，其特征在于，理查兹方程为：
6.根据权利要求4所述的一种通过改进闸门结构防治河口地区浅层含水层咸水入侵的方法，其特征在于，对流-扩散方程为：
7.根据权利要求1所述的一种通过改进闸门结构防治河口地区浅层含水层咸水入侵的方法，其特征在于，步骤(3)中，原有挡潮闸工程的闸门相关结构包括闸底板，闸底板两侧的闸墩上设有的闸门槽，闸门槽上安装有闸门；改进后的闸门结构包括闸底板，闸底板两侧的闸墩上设有的闸门槽，闸门槽上安装有闸门；闸底板的底面开设有闸底板开孔；闸底板的下方设有多孔挡土墙；多孔挡土墙内设一空腔；闸门在闸门槽上下移动，闸门可向下移动并穿过闸底板开孔至多孔挡土墙的空腔内。
8.根据权利要求7所述的一种通过改进闸门结构防治河口地区浅层含水层咸水入侵的方法，其特征在于，所述多孔挡土墙是透水结构。
9.根据权利要求7所述的一种通过改进闸门结构防治河口地区浅层含水层咸水入侵的方法，其特征在于，所述的多孔挡土墙的空腔内侧设有限位滑轨，所述限位滑轨用于限制闸门只能上下滑动。
