氡同位素示踪莱州湾海底地下水排泄

发布时间：2017-06-10 23:01

  本文关键词：氡同位素示踪莱州湾海底地下水排泄，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：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。
【关键词】：海底地下水排泄 氡同位素 水体刷新时间 营养盐 莱州湾
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P641;P734;P731.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-22
• 1.1 研究目的和意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-18
• 1.2.1 海底地下水排泄的研究现状12-14
• 1.2.2 海底地下水排泄的测量方法14-16
• 1.2.3 氡同位素的应用16-17
• 1.2.4 莱州湾的研究现状17-18
• 1.3 研究内容和技术路线18-20
• 1.3.1 研究内容18-19
• 1.3.2 技术路线19-20
• 1.4 存在问题20-21
• 1.5 项目依托21-22
• 第2章 研究区概况22-26
• 2.1 自然地理22-23
• 2.2 气象23
• 2.3 水文23-24
• 2.4 海潮24
• 2.5 区域地下水24-26
• 第3章 研究方法26-35
• 3.1 水体中氡的采集和测试26-30
• 3.1.1 测氡仪（RAD7）简介27-29
• 3.1.2 氡的空间取样和测试29-30
• 3.2 地下水中氡同位素的连续测量30-32
• 3.3 海水中氡的连续测量32-34
• 3.4 沉积物均衡培养试验34-35
• 第4章 莱州湾水体中 ~(222)Rn的时空分布35-49
• 4.1 海水中 ~(222)Rn的空间分布35-39
• 4.2 地下水中 ~(222)Rn时空分布特征39-45
• 4.3 海水中 ~(222)Rn随时间的变化45-49
• 第5章 连续 ~(222)Rn测量评估莱州湾东岸SGD49-63
• 5.1 连续测氡质量平衡模型49-50
• 5.2 过剩氡库50-51
• 5.3 潮汐影响51-52
• 5.4 大气的逃逸损失52-54
• 5.5 沉积物扩散通量54-55
• 5.6 混合损失通量55-56
• 5.7 SGD输入速率56-63
• 5.7.1 莱州湾SGD对比分析59-60
• 5.7.2 不确定性分析60-61
• 5.7.3 莱州湾东岸地下水中的营养盐61-63
• 第6章 评估整个莱州湾的SGD63-71
• 6.1 水体刷新时间63-65
• 6.2 ~(222)Rn箱式质量平衡模型65-66
• 6.3 莱州湾SGD评估66-71
• 6.3.1 莱州湾 ~(222)Rn的损失项66-67
• 6.3.2 莱州湾~(222)Rn的输入项67-71
• 第7章 结论与展望71-74
• 7.1 主要结论71-72
• 7.2 不足和展望72-74
• 致谢74-76
• 参考文献76-85
• 附录85

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