【摘 要】
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内陆地下水向海岸带含水层和近岸海域输送着大量的营养物质。陆源淡水与海水之间的密度差异引起的咸淡水混合作用对海岸带含水层中营养盐的运移反应有着重要影响。由潮汐作用引发的海水再循环形成一个上部咸水羽,受咸淡水密度差异驱使的海水再循环形成一个楔形的下部咸水羽。前人对上部咸水羽中的营养盐运移反应研究得比较深入,对下部咸水羽中的营养盐运移反应讨论得较少。本文以有氧呼吸作用和反硝化作用为例,利用MARUN数值
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内陆地下水向海岸带含水层和近岸海域输送着大量的营养物质。陆源淡水与海水之间的密度差异引起的咸淡水混合作用对海岸带含水层中营养盐的运移反应有着重要影响。由潮汐作用引发的海水再循环形成一个上部咸水羽,受咸淡水密度差异驱使的海水再循环形成一个楔形的下部咸水羽。前人对上部咸水羽中的营养盐运移反应研究得比较深入,对下部咸水羽中的营养盐运移反应讨论得较少。本文以有氧呼吸作用和反硝化作用为例,利用MARUN数值模型模拟了海潮作用下均质海岸带潜水含水层垂直于海岸线的垂向二维剖面中的地下水流场和运移反应。含水层渗透系数设置为3×10-4m/s,内陆淡水补给量设置为8 m2/d,海潮考虑做简谐运动的半日潮,振幅为0.75m,平均海水水位为30m。本文具体分析了海岸带含水层传统盐楔(下部咸水羽)中的营养盐运移反应过程,并对渗透系数和内陆淡水补给量进行敏感性分析。模拟结果表明,下部咸水羽中发生的咸淡水混合作用要比上部咸水羽中的强烈的多。脱氮速率在传统盐楔中的盐度比(即地下水和海水盐度的比值)为0.1的等值线和0.5的等值线之间达到最高,并向两侧递减。在咸淡水混合带中,地下水中的溶解氧被溶解有机碳快速消耗,创造了良好的厌氧环境,大量硝酸根通过反硝化作用转化为氮气,去除率达到77.8%。本文敏感性分析部分含水层渗透系数取值为3×10-5m/s、8×10-5m/s、3×10-4m/s、5×10-4m/s和8×10-4m/s,内陆淡水补给量取值为3 m2/d、5 m2/d、7 m2/d、8 m2/d和9 m2/d。模拟结果表明,含水层渗透系数越大,下部咸淡水混合界面越向陆移动,下部咸淡水过渡带的带宽(0.1和0.9盐度比等值线之间的水平距离)越宽,反硝化作用的范围越大,硝酸根在随地下水排泄入海前更有机会被去除。内陆淡水补给量越大,咸淡水混合界面越向海移动,咸淡水过渡带的带宽越窄,反硝化作用的范围越小,硝酸根在随地下水排泄入海前更难被去除。
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