潮致地下水环流对黄河口外海含氮量的影响.pdf

第32卷第2期
人民黄河
2010年2月
YELLOW RVER
Feb.,2010
水文?沙」
潮致地下水环流对黄河口外海含氮量的影响
孔俊,刘建,宋志尧3,王万战
(1.河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210098;2.福建省环境科学研究院,福建福州35003;
3.南京师范大学,江苏南京210097;4.黄河水利科学研究院,河南郑州450003)
精要:近年来,渤海水质营养盐结构发生了显著变化,黄河口外海水质逐渐从高磷低氩向低磷高氩转变,特别是黄河口
外无溯点海城水体无机氮含量较高。研究表明:由于无潮点海区沿海岸潮差分布差异比较明显,因此导致内陆一侧潜水
层内地下水超高在空间分布上也存在显著差异,促使内陆地下水流从高潮差滨海区向低湖差滨海区运动,并促进内陆污
染物迁移入海;靠近无潮点的海岸超高最小,成为地下水流的汇合入海处;随着近年来农村氪肥的大量使用,陆源污染有
所加重,地下水中氩元素含量远高于地表水,在此类地下环流的长期作用下近岸海水中氩含量有所增高,由此导致局部
海域水质逐淅由氩限制向磷限制方向演化。
关键词:营养盐;地下环流;无潮点;渤海;黄河ロ
中图分类号:TV148
文献标识码;A
doi:10.3969/j.issn.1000-1379.2010.02.015
外海潮汐波动诱发近岸潜水层水位波动,不仅影响到海岸送通量有明显下降趋势,而通过1982年、1992年和1998年对
带的地质结构,同时也会促进内陆一外海水体交换及化学物质渤海水质调查表明,渤海海水中的无机氮却呈明显上升趋势,
的迁移。Mooe对美国东南部沿海的观测发现,在水体实测198年无机氮含量分别为1982年和192年的3.5倍和
中R。和“R。的含量比远海和河水要高,从物质总量平衡的1.6倍?。赵亮利用水质模型复演了黄河口外无机氮含量
角度来看,上游径流输入、海底底泥释放等均难以解释这一现较高这一现象,表明在黄河口外无潮点海域始终是高氮含量
象,由此推测地下水污染是一个重要的原因。 Garrison?等实区。调查也显示199年实测活性磷酸盐含量明显低于1982
测也发现,在夏威夷的 Kahana海湾水体中N、P的含量分别是
年水平,从0.97 umol L下降到0.32 umol/L,略高于199年的
地表径流的6倍和3倍; Charet在美国 Chesapeake湾的调查
实测值0.26mol/L。由于磷与河流中悬浮物含量有显著的正
发现,水体中N、P的含量接近地表径流的2倍;Cauい等发现相关性?,含量的减少印证了同期径流量减少、水土流失情
纽约附近 Great South湾水体中的硝酸盐含量约为地表径流输。况得到控制的事实,表明流域污染有所减弱,因此陆源污染可
运量的1倍。国外研究已证实海岸带是陆地营养物和污染物质
能是造成渤海湾氮元素增髙的原因之一。
的一个重要排放通道,沿海地下水排放对海岸带环境具有重要的
影响,而目前我国在该领域的研究还处于起步阶段?。
根据 Johannes!?研究发现地下水中溶解物质含量要远高
近年来我国黄河径流量逐渐减少,而黄河口外海水质逐渐
于地表水,特别是氮元素的含量,因为磷元素易滞留在土体中,
从高磷低氮向低磷高氮转变。上述现象,单从地表水污染角度
所以地下水中氮磷比一般要远高于地表水。渤海沿岸农业施
并不能给出完全的解释,为此笔者基于潮致地下水波运动机方式已由20世纪80年代的农家肥为主向以氮肥为主转变,
制,结合滨海潜水内普遍存在的超高机制及由此产生的环流现
土壤中氮元素含量增加造成地下水中氮浓度显著提高,与地表
象,从海岸地下水排放这一角度,分析其潜在的环境效应,立足
径流氮通量的减少形成相反的趋势。氮元素通过地下水渗入
对渤海湾无潮点海域水质污染因子含量发生变化提出新的认海洋将会提髙海水中的氨含量,破坏海水中氮、磷供给和消耗
识,为今后赤潮研究提供新的依据。
之间的平衡,诱发赤潮。在外海潮汐作用下,内陆潜水层内氮
元素是否会进入海洋,其运动方式如何,需进一步通过理论分
1渤海氮含量变化情况
析、数值模型论证。
环渤海湾共有16条人海河流,包括黄河、海河、滦河和辽
收稿日期:2009-10-10
河等,其中黄河的年径流量几乎占其入海总径流量的50%,因
基金项目:水文水資源与水利工程科学国家重点实验室开放基金资助项
此黄河流域输送的营养元素对渤海的水质具有决定性的作用。(20749121);水利部公益性行业科研专项(2002);江苏省高校自然科学
统计表明:1956-1990年,黄河上游的平均流量为669m3/s
研究项目(09KJA170003)。
1991-2003年,平均流量为527m/s,最近10多年比以前减少
作者简介:孔俊(1978-),男,江苏镇江人,讲师,博士,主要从事河ロ、海岸水
动力环境等研究工作。
21.2%。自20世纪90年代后期受黄河断流影响,黄河氮输
E-mail: kongjun(@ hhu. edu.
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