水灾害防御全国重点实验室固定研究人员王涛副教授联合西湖大学李凌教授团队，澳大利亚昆士兰大学（UQ）Dr Chenming Zhang团队，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）D. A. Barry教授，河海大学陈建生教授、王媛教授等学者在沿海含水层水动力过程与铁的水文地球化学过程方面取得系列研究进展，相关成果发表于Water Resources Research、Journal of Hydrology、Environmental Modelling & Software、Chemical Geology等刊物上。
沿海含水层是陆源地下水与海水的交汇区域（图1），伴随着海水入侵和海底地下水排泄过程。海水入侵会导致沿海含水层中的地下水盐度增加，不仅会造成地下水水质恶化，还会影响沿海水利工程中的氯离子侵蚀和设备腐蚀过程；同时，沿海含水层中的铁容易被氧化形成铁沉淀，这些沉淀物会堵塞水利设备，加速管道和设施的腐蚀，增加沿海水利工程的维护成本和安全风险，降低其运行效率和使用寿命。
图1. 沿海含水层水动力与铁的水文地球化学过程概念示意图
研究团队在沿海含水层地下水动力过程数值模拟方面提出了一种新的潮汐边界施加方法（图2），并对有无潮汐作用下的沿海含水层地下水动力过程及其影响因素与相关作用机制进行了数值模拟研究，为研究潮汐作用下的沿海含水层地下水动力过程提供了一种高效的数值模拟方法，有助于研究潮汐与中长尺度的海洋条件（如全球变化背景下的海平面上升）联合作用下，沿海含水层中的地下水动力与溶质运移过程及其演变规律。在上述研究的基础上，进而研究了沿海含水层中铁的氧化沉淀过程及其影响因素，以及生成的铁沉淀对含水层孔隙率、渗透率、孔隙水流动与盐分分布的影响，揭示了相关的影响机制。
图2. 基于传统方法与新方法的潮汐作用下沿海含水层水动力过程数值模拟结果对比图
研究结果有助于深化对沿海含水层中水动力过程与溶质迁移转化的认识，为沿海水资源可持续利用与水利工程设施的高效运行和长期稳定提供理论依据和参考价值。
参考文献
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