珠江口某泥质潮滩水化学环境及海水—地下水交换研究

发布时间：2020-10-29 21:58

　　 作为海陆交界主要的过渡地带,潮间带的物质和能量的交换十分复杂强烈。泥质潮滩对于海岸防护和保护生物多样性等具有重要作用。潮间带是地下水-海水相互作用剧烈的区域,是营养盐和污染物在入海前发生复杂反应的地段。本文通过对野外实测数据的分析并使用数值模拟程序MARUN研究了全日潮作用下潮间带泥质潮滩海水地下水相互交换作用,并对海水地下水的水化学和环境因子进行了初步分析。本文研究区位于珠江口海岸带深圳宝安国际机场附近,是一个长约140米坡,度约为5%的泥质潮滩。沿剖面均匀布设5组垂向上具有固定间距的“对井”来监测地下水水位、电导率和温度,监测时间持续5天,每十分钟记录一次数据。原位降水头实验测得垂向渗透系数变化范围为1.31×10~(-5)~2.63×10~(-4)m/s,盐度变化范围为14.23~20.52g/L。基于广义达西定律估算出剖面平均海底地下水排泄(SGD)和海水入渗量(Inflow)分别为0.37和0.28m~3d~(-1)m~(-1)。水化学数据分析表明,由于蒸发和潮汐作用,主要离子浓度沿向海方向增加。距机场最近的取样点位,各离子浓度偏高。硝酸盐氮的含量偏低,亚硝酸盐氮含量过高,表明此处反硝化作用较为强烈;沉积物孔隙水中,Cu含量整体接近三类地下水水质标准,Zn、Cr的含量接近二类水质标准,疑似机场建设等人为因素造成。水力梯度法和数值模拟研究海水-地下水交换特征。坡度较缓的泥质潮滩,有利于形成渗透面。低潮时地下水更易排泄补给海水,高潮时海水更易渗入潮间带含水层。根据野外监测数据建立一个二维垂直剖面模型,结合数值模拟软件MARUN对研究区地下水流和溶质运移规律进行了分析。内陆边界采用定水头边界条件,海向边界采用对近海观测井W5的观测数据利用最小二乘法计算得出的水位作为潮汐水头。模拟水位与观测水位拟合良好。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P641.3;P734
【部分图文】：

1.2.3 海底地下水排泄海底地下水排泄（Submarine Groundwater Discharge，SGD）是指通过在内陆和海洋交界面进入海水中的所有水流（Burnett et al, 2003）。SGD 包括内陆淡水通过陆地海水交界面排泄到海水的量和通过交界面进入内陆再循环到海水中的量两部分（图 1-1）。第二部分是 SGD 的重要组成部分，通常占大部分，影响海底地下水排泄的因素有很多，如潮汐作用，海浪，密度效应，海底地形等。SGD 的研究方法主要由三类：一是直接测量法，二是水文模型数值模拟法，三是环境同位素方法。内陆中营养盐，主要离子，重金属等等各种物质会通过海底地下水排泄进入海水，清楚地研究海底地下水排泄具有重大意义，需要一部分水文地质学家参与并探究。海底地下水排泄对维持海洋物质和生态的平衡具有重要意义（Moore，1999）。

技术路线图

珠江口交通位置图，红星处为研究区域
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本文编号：2861512