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中国科学院烟台海岸带研究所在河口地下水位对极端降水事件的响应及其恢复方面取得进展

编译者:liguiju发布时间:Apr 7, 2024点击量:88 来源栏目:科研动态

海岸带是全球变化和人类活动的敏感区域,极端降水事件由于全球气候变化而变得更加频繁和强烈,了解海岸带地下水位如何对这些严重事件做出响应并从中恢复对于河口生态系统适应全球变化至关重要。海岸带地下水不仅满足城市发展和农业活动的用水需求,也是维持海岸带生态系统功能和结构的重要水源。海岸带地下水对人类活动和气候变化非常敏感,极端降水事件对地下水及其所支持的生态系统服务具有深远的影响。例如,在风暴潮之后,区域地下水位和电导率可能趋于相似,这种均一化可能导致生物多样性丧失。在海岸带无承压的含水层中,海平面上升和强降雨使海岸带区域面临淹没风险,这可能比海平面上升导致的海水淹没更早发生。

本研究以台风“利奇马”过境黄河三角洲为例,基于研究团队构建的地下水逐时监测网,采用VisualMODFLOW数值模型和非EPE情景模拟来研究超强台风“利奇马”后地下水位的响应特征和恢复时间。利奇马台风引发了极端降水事件,期间的三天降雨总量为290.9毫米,相当于2019年的年降雨量(581.5毫米)的50%,导致地下水位普遍上升和广泛的洪涝。

研究发现,在极端降水期间,黄河三角洲地下水位在12小时内平均上升1.3米。地下水位平均恢复时间为56.2天。极端降水可能导致河口地下水位无法恢复。

黄河三角洲地下水的恢复可分为两种类型:内陆和沿海。内陆区域监测井中地下水位的RT范围为12至89天,平均为56.2天,存在空间变化。然而,靠近海岸的监测井中的地下水位可能不会恢复。恢复的差异反映在陆海梯度中,从内陆高地到沿海洼地和低地,恢复时间逐渐增加。结果表明,内陆含水层对极端降水事件更具抵抗力,而沿海含水层则抵抗力较弱。此外,极端降水事件可能导致地下水泛滥,海拔较低且靠近海岸的地区对洪水更为敏感。河口地下水及其所依赖的生态过程受到极端降水事件直接和遗留效应的深刻影响,包括盐污染、广泛洪涝、农作物损失和生物多样性减少。对该事件的研究为河口地下水对极端降水事件的响应提供了案例支持,同时强调了持续监测的重要性。

 该工作以“Estuarine groundwater level response to and recovery from extreme precipitation events: Typhoon Lekima in the Yellow River Delta”为题发表在Journal of Hydrology上。文章第一作者为联合培养研究生罗富彬,王德研究员为通讯作者。本研究得到研究组群项目(YIC E351030601)和国家自然科学基金(31870468,42206240)等项目的资助。

论文信息:

Luo FB, Wang D*,Tian XP,Bi XL,Zheng Q,Zhou ZX,Tang ZX. 2024. Estuarine groundwater level response to and recovery from extreme precipitation events: Typhoon Lekima in the Yellow River Delta. Journal of Hydrology. 632:130918. 

论文链接:

https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2024.130918

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