用镭同位素评估渤海湾海底地下水排泄及其营养盐输入

发布时间：2020-03-18 15:40

【摘要】：海底地下水排泄(SGD)是指在不考虑水的组成和驱动力的情况下,陆架边缘上所有由海底进入到近岸海域的水流。海底地下水排泄是全球水循环的重要组成部分,也是陆地向海洋输送水和各种化学物质的重要通道。大量研究表明,近岸地下水中含有丰富的营养盐、各种金属离子、有机物和无机物等,是沿海海域各种污染物的重要来源,对沿岸海域的生态环境具有十分重要的影响。渤海湾三面环陆,与外海的交换能力较差,因此开展海底地下水排泄研究对渤海湾的生态环境保护十分重要。渤海湾只有几个局部区域做过海底地下水排泄的研究,在整个海湾的大尺度上,相关研究还是空白。本文利用短半衰期的~(223)Ra与长半衰期的~(228)Ra结合,通过建立渤海湾水体的镭同位素质量平衡模型,估算出渤海湾水体在春季的刷新时间为45.23天,海底地下水排泄通量为2.58×10~9m~3/d;通过建立渤海湾内水盐质量平衡模型,估算出渤海湾的海底地下淡水排泄通量是1.16×10~8m~3/d。本文还利用纳潮量模型和水体表观年龄模型分别估算出渤海湾水体的刷新时间是47.55天和43.07天,与上述镭同位素质量平衡模型结果相近。渤海湾春季样品数据显示,海水中镭同位素活度南部大于北部,所以本文把渤海湾分为南北两区域,分别建立镭质量平衡模型,估算出渤海湾南、北部水体的刷新时间分别为51.32天、48.99天,海底地下水排泄通量为1.15×10~9m~3/d、1.28×10~9m~3/d。渤海湾南部的海底地下水排泄通量与北部接近,但渤海湾北区的海水体积是南区的1.7倍。本文通过测量样品重金属离子含量和营养盐含量发现:就铬、铜、锌、镉和铅而言,渤海湾海域的海水、地下水和河水都达到了各自标准的一类水质。海水中无机氮和活性磷酸盐的平均浓度分别为26.27μmol/L、2.90μmol/L。地下水中无机氮和活性磷酸盐平均浓度分别为37.84μmol/L、4.74μmol/L,由海底地下水排泄携带入海的无机氮和活性磷酸盐通量分别为4.78×10~8mol/d、1.22×10~7mol/d。
【图文】：

方向图,地下水,箭头,方向

海底地下水排泄（SGD）的相关作用示意图，图中箭头表示水流方向

渤海湾,湾口,黑线,地图

如图 2-1 所示。渤海湾是北、西、南三面环陆的半封闭性海湾，与河北、天津和山东的陆岸相邻，东部通过湾口与渤海相同。关于渤海湾湾口的划分一般有两种第一种是北起河北省乐亭县滦河河口，南到山东省东营市黄河口，第二种是从河北省大清河口到黄河口，本文中为了研究方便，以渤海湾南北两岸海岸线凸起处连线作为湾口。渤海湾面积 1.59 万平方公里，，约占渤海海域面积的 1/5，是渤海三大海湾之一。渤海湾是浅水海湾，平均水深 12.5 米。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P641.2;P731.2

【参考文献】