论文部分内容阅读
海底地下水排泄(SGD)是全球水文循环的重要组成部分,是陆-海相互作用的研究重点。受海洋和陆地的双重作用的影响,它包括两个分量:一个是来自内陆的净补给量(一般为淡水);另一个是海水循环量。SGD的定量评估在海洋地球化学、近岸海洋生态环境保护等方面均具重要意义,是国际水文地质学界难点和焦点之一。近年来,越来越多的证据表明输入到渤海的营养物质与SGD密切相关。莱州湾作为渤海三大海湾之一,研究地下水对其生态环境的影响,非常必要。但是,莱州湾SGD的研究是很有限的,尤其是在东岸。本研究选择相对封闭的莱州湾为研究对象,调查天然氡同位素在海水和地下水中的时空变化。估算莱州湾的水体刷新时间和SGD,进而评估其潜在的环境影响。综合纳潮量模型、三端元混合模型和表观年龄模型,得到2014年5月莱州湾水体刷新时间为37.5-44.4天。稳态222Rn质量平衡模型结果表明SGD输入的222Rn通量占所有输入项的95.4%,整个海湾的SGD为(4.29-5.92)×108 m3 d-1,远大于黄河的径流量。2014年8月在莱州湾南岸青乡潮间带一个典型剖面上对地下水中的222Rn进行了24小时的连续测量,结果表明222Rn活度在时空上变化很大。从内陆到海的方向,地下水中222Rn活度总体呈现下降趋势。地下水中222Rn活度与温度PH、DO、盐度和TDS无明显关系,但与ORP呈现很明显的负相关关系。说明还原环境有利于222Rn的生成。2014年9月在莱州湾东岸的辛庄对海水中的222Rn进行了27小时的连续测量。将均衡时段内的氡库进行潮汐影响、母体支持、大气逃逸、混合损失、沉积物扩散等校正,得到SGD的变化速率为0-18.6 cm d-1,平均值为6.93 cm d-1。数值模拟结果表明SGD速率为6.35 cm d-1,与利用氡同位素计算结果比较吻合。将SGD平均速率量化到整个海湾,得到的SGD总量为4.15×108 m3 d-1。假设营养盐在运输过程中化学性质保守,则通过SGD输入到莱州湾的DIN、TDN和TDP通量分别为7.9×107 mol d-1、2.2×108 mol d-1、4.9×106 mol d-1,大于黄河输入的,这个量级确定了SGD携带化学物质入海的重要性,这对海湾的生态系统有很大的影响。