滦河口河岸砂质潜水含水层渗透系数尺度效应分析研究

摘要

渗透系数(K)是表征地下水流动和含水层特征的关键水文地质参数，但在不同尺度上河岸带潜水含水层渗透系数的差异性分析尚缺乏系统性研究。本研究以滦河口河岸带松散砂质潜水含水层为研究对象，结合变水头室内渗流实验、野外微水试验以及解析解反演三种方法，从室内土柱尺度(小尺度)、野外钻孔尺度(中尺度)和场地尺度(大尺度)系统分析了含水层的渗透系数特征。研究结果表明，随着研究尺度的增大，渗透系数逐渐升高，三种尺度下的渗透系数的中值分别为0.71 m/d、12.31 m/d和191 m/d。在小尺度下，渗透系数反映了含水层局部异质性特征；随着尺度的增大，形成了更多的优先流路径，渗透系数显著增大；而在场地尺度上，渗透系数表现为含水层整体等效后的结果。由于不同尺度下渗透系数存在显著差异，在研究河岸带地表水-地下水交换通量、海水入侵等潜水含水层中地下水运动过程时，需要谨慎选择与研究目标和工程需求相匹配尺度的渗透系数。本研究为滦河口地区潜水含水层的开发利用提供基础数据支持，同时可为其他区域含水层渗透系数的尺度转换提供借鉴。

关键词

渗透系数 / 尺度效应 / 砂质潜水含水层

基金资助

国家重点研发计划项目(2021FY101001); 国家自然科学基金重大项目(42293262)