我校在“干旱区河流与地下水相互作用”领域取得新进展

474778鉄算盘开奖结果作者: 时间:2019-05-08 点击数:

(通讯员 刘凤莲 张妍 )201958日,环境学院靳孟贵教授团队在国际著名期刊《Water Resources Research 》(T1)上发表论文。该成果为深刻理解干旱区物理(水文)与生物地球化学过程对河流与地下水交互作用的耦合控制奠定了基础和提供了新的思想。

干旱区河流断流是一种常态。为保护河岸带生态环境,人们常将污水处理厂尾水排入河道以增加河流量。但尾水携带的大量营养物质进入河道后将促进微生物大量繁殖并形成生物膜。生物膜的形成会显著降低河床渗透性,导致河水渗漏量减少。同时,干旱区普遍存在大规模超采地下水的情况。两者共同作用将导致地下水位大幅降低,最终加剧河岸带生态环境的恶化。

以往研究常以河床渗透性或厚度均为定值的假设研究干旱区河流与地下水相互作用过程。通过建立变饱和水流-溶质反应运移-微生物生长耦合模型,并与实验数据反复对比验证,靳孟贵教授团队发现在营养物质反应运移与微生物生长的相互作用下,河床渗透性不仅呈现出强烈的动态变化,其演化过程还具有自抑制特性,即河床表面可自发式地形成一层稳定的低渗透性堵塞层。伴随着河床渗透性降低与地下水位下降,河流可与地下水发生脱节,即两者之间由饱和流逐渐转化为非饱和流。这一发现表明,河流高营养负载促进微生物大量繁殖情况下,传统脱节标准并不能用来预测河流能否与地下水发生脱节。以往研究认为微生物大量繁殖必然导致河水渗漏速率持续下降。但靳孟贵教授团队研究发现,当河床渗透性趋于稳定后,渗漏速率仍可出现回升。

该研究受到国家自然科学基金 (U1403282416722464157222441521001)中央高校基础研究基金(CUGQYZX1712)资助。论文第一作者为水文地质专业2015级博士生鲜阳,受到国家留学基金委资助曾在美国德州农工大学詹红兵教授团队联合培养。通讯作者为靳孟贵教授与詹红兵教授。

文章链接:https://doi.org/10.1029/2019WR024826

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