【摘要】：海底地下水排泄(submarine groundwater discharge,簡(jiǎn)稱SGD)指通過陸架邊緣所有由海底進(jìn)入海水中的水流,而不論流體的組分和驅(qū)動(dòng)力如何。由于受陸地和海洋雙重驅(qū)動(dòng)力作用,它包括來自內(nèi)陸的陸源淡水(submarine fresh groundwater discharge,簡(jiǎn)稱SFGD)和再循環(huán)海水(recirculated submarine groundwater discharge,簡(jiǎn)稱RSGD)兩部分。作為全球水循環(huán)的一部分,海底地下水排泄是海洋中水和各種營(yíng)養(yǎng)組分的重要來源之一,同時(shí)也是各種污染物從陸地流向海洋的一個(gè)重要渠道,對(duì)近岸海洋環(huán)境有著重大影響。遼東灣作為渤海的三大海灣之一,一直鮮有其SGD方面的研究。本文以遼東灣北部區(qū)域(下文簡(jiǎn)稱:遼東灣)為研究對(duì)象,構(gòu)建了~(223)Ra與~(226)Ra的質(zhì)量平衡模型,計(jì)算得到遼東灣水體刷新時(shí)間為:57.1~73.3d,均值為65.2d;又利用鐳同位素表觀年齡模型和物理模型計(jì)算得到遼東灣水體刷新時(shí)間分別為:43.0-49.8d、60.0~77.0d,三種方法所得結(jié)果基本一致。利用所得水體刷新時(shí)間及鐳、水及鹽質(zhì)量平衡模型,計(jì)算得到春季遼東灣SGD為(2.53-3.26)×10~8m~3/d,遼東灣SFGD為(5.79-6.66)×10~7m~3/d,占遼東灣SGD量的20%-23%,約為枯水季河流流量的5.5~6.3倍。此外,考慮到海水再循環(huán)(RSGD)過程對(duì)鐳的影響,本研究又利用考慮了RSGD影響的鐳質(zhì)量平衡模型計(jì)算遼東灣的水體刷新時(shí)間,得到其范圍為50.4~62.5d,相應(yīng)的SGD為(1.48-5.96)×10~8 m~3/d。結(jié)果表明,不考慮RSGD影響計(jì)算得到的SGD比考慮了RSGD影響得到的SGD值低50%左右。對(duì)于水體混合過程,本研究根據(jù)~(223)Ra、~(224)Ra在灣內(nèi)的分布狀況及其一維擴(kuò)散模型,計(jì)算了遼東灣內(nèi)的水平渦動(dòng)擴(kuò)散系數(shù)。結(jié)果表明,2017年春季遼東灣內(nèi)的水平渦動(dòng)擴(kuò)散系數(shù)為1.99-6.10×10~6cm~2/s�；谏鲜鼋Y(jié)果,本研究還計(jì)算了2017年春季遼東灣內(nèi)由SGD攜帶入海的營(yíng)養(yǎng)鹽通量。遼東灣近岸地下水中DIN((NO3-N)/DIP高達(dá)153,由SGD攜帶入海的DIN、DIP通量分別為:(2.64-3.40)*10~8 mol/d、(1.73-2.23)*10~6 mol/d,分別是河流輸入通量的117~150倍、22-29倍,說明SGD攜帶輸送的營(yíng)養(yǎng)鹽是遼東灣營(yíng)養(yǎng)鹽的主要來源,其改變了遼東灣海水的原生營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)。
【圖文】：

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文3圖1-1 海底地下水排泄示意圖（據(jù)：Taniguchi et al., 2002 修改）1.2.2 研究方法目前國(guó)內(nèi)外有關(guān) SGD 的研究方法主要有三種：環(huán)境同位素示蹤法、水文計(jì)算法及現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)量法（李海龍等, 2015；張艷, 2016）。（1）現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)量法現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)量法為主要使用滲流儀直接測(cè)量海底地下水排泄量的方法，比較適合在近岸小尺度的研究中運(yùn)用。手動(dòng)滲透儀最早由 Lee（1977）發(fā)明，其結(jié)構(gòu)原理較簡(jiǎn)單：由一個(gè)一端封閉、容積為 208L 的圓柱型鋼筒、一個(gè) 4L 的集水袋及一個(gè)帶閥門連接管組成。測(cè)量時(shí)將圓筒開口端插入沉積物中，待筒中達(dá)到平衡后，打開連接柱與集水袋開關(guān)，地下水便可由連接管進(jìn)入集水袋，根據(jù)袋中水體體積及積水時(shí)間可計(jì)算得到地下水排泄量。隨著對(duì) SGD 相關(guān)研究的不斷深入，現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)量法所用的滲流儀也在不斷更新，出現(xiàn)了很多新型自動(dòng)設(shè)備。如：熱脈沖型自動(dòng)滲流儀（Heat pulse-typeautomated seepage meter）、連續(xù)熱型自動(dòng)滲流儀（Continuous heat-type automatedseepage meter）、超聲波型自動(dòng)滲流儀（Ultrasonic-type automated seepage meter）等（Taniguchietal.,2005;TseandJiao,2008）。當(dāng)然該方法也有自身缺點(diǎn)，就是所測(cè)?

圖 2-1 遼東灣地理位置概況圖2.2 遼東灣地質(zhì)與地貌特征遼東灣為大陸架邊緣被海水淹沒的部分，在其東部海域存在一組由大凌河海底谷底和遼河海底谷底構(gòu)成的谷系，即：大凌河-遼河海底谷系。該谷系走向大致與遼東灣東西兩側(cè)的海岸線平行，基本為遼東灣海底兩側(cè)不同地質(zhì)與地貌類型的分界線（張子鵬，2013）。研究區(qū)海底地形大致可分為三部分：第一部分為大凌河-遼河海底谷系以西、興城以北的海域，該區(qū)域海底坡度較小，且平坦開闊，由東北向西南方向逐漸傾斜，水深基本都在 20m 以內(nèi)，底層沉積物以砂質(zhì)粉砂及砂質(zhì)泥為主，砂含量相對(duì)較低，，泥含量相對(duì)較高；第二部分為大凌河-遼河海底谷系以西、興城以南的海域，該區(qū)域海底起伏明顯，坡度較陡，且局部范圍內(nèi)的起伏可達(dá) 19‰左右；此外，
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P641.2;P731.2

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本文編號(hào)：2685398