连续河水位波动对河床潜流带硝酸盐转化效率的影响

Effect of Continuous River Water Level Fluctuations on Nitrate Conversion Efficiency in Hyporheic Zone

摘要

为了探究连续水位波动下潜流带内硝酸盐的反应迁移规律，构建了包含河床沙丘的垂向二维数值模型.通过考虑不同河水位波动情况、河床坡度以及有氧呼吸、硝化和反硝化过程，系统探讨河床坡度和连续水位波动过程对溶质时空分布以及硝酸盐转化效率的影响.结果表明：河床坡度越大，地表水和周围地下水流之间会发生更快的物质交换，使溶质的浓度变化幅度变小，最终降低潜流带对NO₃ ^‒的转化效率；较高的后续水位峰值会延长地下水潜流路径并使溶质的浓度相对变化幅度越大，然而潜流带对NO₃ ^‒的转化效率会变低；后续水位波动持续的时间会影响溶质的时间响应，但不会影响对NO₃ ^‒的转化效率；不同的后续水位波动延迟时间会影响NO₃ ^‒浓度变化峰值出现的数量，延迟时间越久，越容易出现NO₃ ^‒浓度的多峰现象.

关键词

连续水位波动 / 河床潜流带 / 硝酸盐转化效率 / 反应迁移模拟 / 水文地质.

Key words

continuous water level fluctuations / hyporheic zone in river bed / nitrate conversion efficiency / reactive transport stimulation / hydrogeology

基金资助

国家自然科学基金面上项目(42272290)

国家自然科学基金重点项目(41830862)

国家自然科学基金项目(U23A2042)