本文選題：海底地下水排泄　切入點(diǎn)：地下淡水　出處：《中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)》2015年博士論文

【摘要】：海底地下水排泄(SGD)是近岸、灘涂和河口區(qū)典型而重要的海水—地下水相互作用過(guò)程。由于受陸地和海洋雙重驅(qū)動(dòng)力作用,它包括來(lái)自內(nèi)陸的陸源淡水(SFGD)和海水循環(huán)量(RSGD)兩部分。作為全球水循環(huán)的重要組成部分,海底地下水排泄是海洋中水和各種化學(xué)物質(zhì)的重要來(lái)源之一,同時(shí)也是各種污染物從陸地向海洋輸送的一個(gè)重要而隱蔽的通道,對(duì)近岸海洋環(huán)境有著重要影響和作用。作為渤海三大海灣之一的萊州灣,其半封閉性性質(zhì)使其與外海的交換能力較差,海灣環(huán)境因受人類(lèi)活動(dòng)而不斷惡化。對(duì)此,地下水的貢獻(xiàn)可能相比地表水更為重要。而大尺度的海底地下水排泄的評(píng)估,在渤海海域除了幾個(gè)重要河口做過(guò)相關(guān)研究外,其他地區(qū)還是一片空白。本研究以天然鐳同位素示蹤為主要研究方法,在構(gòu)建鐳同位素質(zhì)量平衡模型、水鹽質(zhì)量平衡模型基礎(chǔ)上,評(píng)估萊州灣海底地下水、地下淡水排泄及海灣中水體混合過(guò)程。根據(jù)上述物理模型,計(jì)算得出萊州灣海水水體的刷新時(shí)間為36.6+5.3天,利用獲得的水體刷新時(shí)間,耦合水、鹽和鐳同位素質(zhì)量平衡模型,估算出2012年8月萊州灣海底地下淡水排泄量(SFGD)為4.12×107 m3/d～6.36×107 m3/d,海底地下水排泄量(SGD)為5.32×108 m3/d～6.20×108 m3/d。SFGD和SGD分別是2012年黃河年平均入海徑流量的0.57～0.88倍和7.35～8.57倍。研究還發(fā)現(xiàn),2012年8月黃河流入萊州灣的徑流量不到其總?cè)牒搅髁康?4%。對(duì)于水體混合過(guò)程,本研究根據(jù)短半衰期的224Ra在灣口斷面的活度分布,利用一維224Ra擴(kuò)散模型計(jì)算了灣口表層和中層水體水平渦動(dòng)擴(kuò)散系數(shù)。2012年8月表層水體和中層水體的水平渦動(dòng)擴(kuò)散系數(shù)分別為253.1×106 m2/d和56.5×106 m2/d。此外,本文也利用224Ra質(zhì)量平衡模型估計(jì)了SGD,結(jié)果為4.2×108 m3/d。在渤海灣北部,利用納潮量法計(jì)算了近岸20 km區(qū)域內(nèi)水體刷新時(shí)間,其結(jié)果為11.5天,然后利用226Ra質(zhì)量平衡模型評(píng)估了該區(qū)域的SGD。226Ra收支平衡表明,約99%的226Ra來(lái)源于SGD,從而得到該研究區(qū)域的SGD為4.83×107 m3/d。以上評(píng)估結(jié)果對(duì)萊州灣乃至渤海的水環(huán)境和資源的可持續(xù)管理具有重要指導(dǎo)意義。
[Abstract]:Seafloor groundwater discharge (SGD) is a typical and important seawater groundwater interaction process in coastal, tidal flat and estuary areas. As an important component of the global water cycle, undersea groundwater discharge is one of the important sources of water and various chemicals in the ocean, It is also an important and hidden channel for the transport of pollutants from land to sea, which has an important effect on the coastal marine environment. Laizhou Bay, one of the three major bays in the Bohai Sea, Its semi-closed nature makes it less capable of exchanging with the open sea, and the Gulf environment is deteriorating as a result of human activities. The contribution of groundwater may therefore be more important than that of surface water, and the assessment of the discharge of groundwater on a large scale, In the Bohai Sea area, except for several important estuaries, there is still a blank in other areas. In this study, the natural radium isotope tracer is used as the main research method, and a radium isotope mass balance model is constructed. On the basis of water and salt mass balance model, the mixing process of groundwater, underground fresh water discharge and water body in Laizhou Bay was evaluated. According to the above physical model, the refresh time of seawater in Laizhou Bay was calculated to be 36.6 5.3 days. Using the obtained water refresh time, coupled water, salt and radium isotopic mass balance model, In August 2012, it was estimated that the subsea freshwater discharge of Laizhou Bay was 4.12 脳 10 ~ 7 m3/d~6.36 脳 10 ~ 7 m ~ (3 / d), and the groundwater discharge was 5.32 脳 10 ~ 8 m3/d~6.20 脳 10 ~ (8) m3/d.SFGD and SGD was 0.57 ~ 0.88 times and 7.35 ~ 8.57 times of the average annual runoff of the Yellow River in 2012, respectively. The study also found that in August 2012, the annual runoff of the Yellow River entered the sea was 0.57 ~ 0.88 times and 7.35 ~ 8.57 times respectively. The flow of the Yellow River into the Laizhou Bay is less than 14% of its total runoff into the sea. In this study, the activity distribution of 224Ra with short half-life at the mouth of the bay was studied. Using one-dimensional 224Ra diffusion model, the horizontal eddy diffusion coefficients of surface and middle water bodies were calculated. In August 2012, the horizontal eddy diffusion coefficients of surface water and middle water were 253.1 脳 106m2 / d and 56.5 脳 106m2 / d, respectively, and the diffusion coefficients of horizontal eddies were 253.1 脳 106m2 / d and 56.5 脳 106m2 / d, respectively. In this paper, the 224Ra mass balance model is also used to estimate the 224Ra, the result is 4.2 脳 10 ~ 8 m ~ 3 / d. In the northern Bohai Bay, the water refresh time in the coastal area of 20 km is calculated by using the tidal absorption method, and the result is 11.5 days. Then the 226Ra mass balance model is used to evaluate the SGD.226Ra balance in the region. About 99% of 226Ra came from SGDs, and the SGD of the study area was 4.83 脳 107m3 / d. The above evaluation results are of great significance for the sustainable management of water environment and resources in Laizhou Bay and Bohai Sea.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：X55

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本文編號(hào)：1691309