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      1. 我校在“干旱區河流與地下水相互作用”領域取得新進展

        作者: 時間:2019-05-08 點擊數:

        (通訊員 劉鳳蓮 張妍 )201958日,環境學院靳孟貴教授團隊在國際著名期刊《Water Resources Research 》(T1)上發表論文。該成果為深刻理解干旱區物理(水文)與生物地球化學過程對河流與地下水交互作用的耦合控制奠定了基礎和提供了新的思想。

        干旱區河流斷流是一種常態。為保護河岸帶生態環境,人們常將污水處理廠尾水排入河道以增加河流量。但尾水攜帶的大量營養物質進入河道后將促進微生物大量繁殖并形成生物膜。生物膜的形成會顯著降低河床滲透性,導致河水滲漏量減少。同時,干旱區普遍存在大規模超采地下水的情況。兩者共同作用將導致地下水位大幅降低,最終加劇河岸帶生態環境的惡化。

        以往研究常以河床滲透性或厚度均為定值的假設研究干旱區河流與地下水相互作用過程。通過建立變飽和水流-溶質反應運移-微生物生長耦合模型,并與實驗數據反復對比驗證,靳孟貴教授團隊發現在營養物質反應運移與微生物生長的相互作用下,河床滲透性不僅呈現出強烈的動態變化,其演化過程還具有自抑制特性,即河床表面可自發式地形成一層穩定的低滲透性堵塞層。伴隨著河床滲透性降低與地下水位下降,河流可與地下水發生脫節,即兩者之間由飽和流逐漸轉化為非飽和流。這一發現表明,河流高營養負載促進微生物大量繁殖情況下,傳統脫節標準并不能用來預測河流能否與地下水發生脫節。以往研究認為微生物大量繁殖必然導致河水滲漏速率持續下降。但靳孟貴教授團隊研究發現,當河床滲透性趨于穩定后,滲漏速率仍可出現回升。

        該研究受到國家自然科學基金 (U1403282、41672246、41572224、41521001)、中央高?;A研究基金(CUGQYZX1712)資助。論文第一作者為水文地質專業2015級博士生鮮陽,受到國家留學基金委資助曾在美國德州農工大學詹紅兵教授團隊聯合培養。通訊作者為靳孟貴教授與詹紅兵教授。

        文章鏈接:https://doi.org/10.1029/2019WR024826

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