第八届青年地学论坛

滨海湿地盐度分布与输运受多种环境因素共同影响，例如潮汐、蒸发、复杂地形、地表-地下水交互等。一些滨海湿地地表、地下水体处于超盐(hypersaline)环境，极大危害湿地生态系统。数值模拟可用于重现滨海湿地地表、地下水盐度输运过程，研究其受多种环境因素影响机理。然而，为节约模拟时间，现有模拟研究多采用一维地表水与二维地下水耦合模型，无法完全反映湿地复杂地形影响地表-地下水交互，进而影响盐度输运的过程。本研究采用亚格子地形模型与地表-地下水非同步耦合方法提升模拟速度，开发了二维地表水与三维地下水耦合模型，模拟了美国Nueces Delta的盐度变化。Nueces Delta是一个典型超盐湿地，其地表水盐度通常远大于海水盐度。通过地表-地下水耦合模拟，本研究旨在厘清地表-地下水交互在Nueces Delta超盐化过程中扮演的作用。研究发现，蒸发是导致Nueces Delta超盐的主控因素。地表-地下水交互引起局部干湿转换与潮间带分布变化，造成局部超盐，但在地下水力梯度的作用下，盐分被输运至潮上带，不会直接进入地表水。此外，尽管随着潮汐幅度增加，潮间带范围扩大，孔隙中积累的盐分会随潮汐进入地表水，可能造成地表水超盐。但在Nueces Delta，复杂地形阻碍了潮汐传播，导致潮间带范围较小。综合上述发现，地表-地下水交互不是Nueces Delta大范围超盐化的主要原因。本研究通过开发二维-三维耦合数值模型，进行滨海湿地数值模拟，揭示了滨海湿地地表-地下水交互影响水体超盐的机理，对维护滨海水资源安全，保护与修复湿地生态环境均具有重要意义。
 

滨海湿地,数值模拟,盐度,地表地下耦合