长江石首段河岸带地下水位变化过程模拟及分析
2023-10-07夏军强邓珊珊周美蓉
水科学进展 2023年4期
夏军强,朱 恒,邓珊珊,周美蓉
(武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室,湖北 武汉 430072)
河岸带是既具有水域特性、又具有陆地特性的水陆交界区域,受到河水和地下水的共同作用[1]。在河岸潜流带内,河水与地下水相互作用,使得水量和水质都进行交换,进一步影响溶质和能量的交换,最终对河岸带生物群落的生长和繁殖产生影响[2-4],是流域生态系统稳定性的重要一环[5]。因此,确定河水与地下水在河岸带内进行相互作用的范围,可以为岸线规划和管理提供依据。
河水与地下水相互作用发生在河床表面以下的沉积缓冲带或侧向河岸带的多孔渗透区内,该区域称之为潜流带[6]。早期对潜流带的研究主要是针对河床潜流带,而对河岸带内侧向潜流交换的研究则进展相对较慢,并且大多针对稳态条件。Brunke等[6]在研究河水与地下水交换对生态系统的重要性时提出了侧岸潜流带的概念,同时引入“潜流走廊”模型,阐述潜流与河岸带生态影响间的关联性。相较于河床潜流交换,侧岸的潜流交换更加显著[7],同时在弯曲河流上侧向潜流交换量级和范围更大[8-10]。Cardenas[8]研究了在河水补充地下水和地下水排泄到河水2种情况下,不同弯曲程度的河流侧岸潜流带范围。一方面随着河道弯曲程度的增加,侧岸潜流带的范围有所增加;另一方面随着河岸带基流流量增加,潜流带范围有所减小。林俊强等[9]通过搭建室内模型研究了不同弯曲河岸形态影响下的侧岸潜流交换特性,发现随着河岸弯曲程度增大,河岸侧向孔隙对流引起的侧岸潜流交换强度增加。……
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