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基于近岸系列分层竖井的海底地下水排泄及其营养盐输入研究

2021-04-01吴自军王富康崔振昂AliyaZidan朱虹霓王一清

同济大学学报(自然科学版) 2021年3期

吴自军,王富康,崔振昂,高 龙,Aliya Zidan,朱虹霓,王一清

(1.同济大学海洋地质国家重点实验室,上海200092;2.广州海洋地质调查局,广东广州,510075;3.广西海洋地质调查研究院,广西北海,536000)

海岸带是海陆地之间相互连接、相互作用的过渡地带。由于海岸带滨海含水层与海洋自由相通,地下水在由陆向海输送过程中与近岸海水发生交换混合作用,最终经海底释放进入近岸水体,该过程被认为是海底地下水排泄(submarine groundwater discharge,SGD)。由于受陆地和海洋驱动力的双重作用,SGD由2个分量组成:一个是来自陆地的淡水排泄,为大气降水入渗补给地下形成的地下水,包括潜水和承压水,其向海底渗流的驱动力主要为水力梯度;另一个为再循环咸水排泄,即海水在潮汐、波浪、咸淡水密度差等作用下通过海陆界面进入近海含水层后又回归到海洋[1]。

海底地下水排泄作为海岸带陆海相互作用的典型过程,不仅是全球水循环的重要组成部分,更是多种溶解化学物质从陆地向海洋输送的一个重要的通道,在全球海洋物质循环及其收支平衡中发挥着不容忽视的作用[2]。诸多研究显示,海底地下水排泄为近海提供了重要的营养盐、微量元素、碳等物质,沿岸海域海水富营养化、赤潮暴发、重金属和有机物污染,甚至近岸海洋生态系统的失衡,皆与海底地下水排泄密切相关[3]。

广西北海市近岸海域水体面临着富营养化的威胁。据统计,在1995年至2005年间,北部湾海域共报告了赤潮灾害18次。诸多研究认为赤潮发生的原因主要是由陆源径流、工农业废水、城市生活污水等携带高含量营养盐排入近海所致[4],而陆源地下水排泄的影响与贡献却长期被忽视。……

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