研究课题

温度差异变化对非稳定流动的影响

方向简介：

海岸带地下水系统作为陆海交互作用的关键界面，其生态环境稳定性正面临海水入侵的严峻挑战。本研究聚焦于低坡度砂质海岸（坡度≤0.02）中海水-地下水交互过程的热盐耦合动力学机制，旨在揭示温度梯度对非稳定流动模式的影响规律及其生态环境效应。之前的研究发现，地坡度含水层有利于海水入侵过程中的非稳定流动，形成特征尺度为0.5-3米的分形盐指结构，这种动态过程显著改变溶质运移路径与污染物扩散速率。当前国际研究多关注盐度单一驱动因子，而忽略了滨海含水层中普遍存在的海水季节性温度波动，本研究通过构建热-盐-流多物理场耦合模型，我们发现，与恒温情景相比，地下水和海水之间的温差缩短了循环持续时间。海水温度升高会增加海水混合和咸水向淡水区域的迁移，同时也会改变含水层中盐层的形状和数量。这些结果强调了在研究沿海含水层时考虑温度因素的必要性。结合福建平潭岛远珰澳沙滩冬夏两季监测数据，证实了地下水与海水之间存在季节性温差，以及通过两季孔隙水中各组分营养盐的变化，尝试基于场地建立数值模拟模型，试图定性分析温度差对于生地化过程的影响，旨在为全球气候变化背景下海岸带水资源可持续管理提供跨尺度解决方案。