基于耦合模型的粤港澳大湾区地下水与地表水交互作用以及陆海交换通量研究

作     者：杨广 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郑春苗

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 081501[工学-水文学及水资源] 0815[工学-水利工程] 

主      题：粤港澳大湾区 地下水与地表水交互作用 GSFLOW耦合模型 地表淡水排泄 海底地下淡水排泄 

摘      要：地表水-地下水的相互作用在全球水循环中发挥着重要的作用。地下水与地表水的交互作用研究是准确掌握水量变化及水质演变的关键因素。粤港澳大湾区是继美国纽约湾区、旧金山湾区和日本东京湾区之后的世界第四大湾区,是我国建设世界级城市群和参与全球竞争的重要空间载体。粤港澳大湾区河网密布,地表水与地下水相互作用以及海陆水量交换作用显著。但目前关于该区域地表水-地下水相互作用相关研究仍显匮乏,缺乏对地表水-地下水时空变化及海陆交换通量的系统性认识。研究粤港澳大湾区地下水与地表水交互关系以及海陆相互作用,对揭示大湾区水循环过程、为实现大湾区水资源可持续利用具有重要意义。粤港澳大湾区主体位于珠江三角洲流域。本研究使用地表水-地下水耦合模型GSFLOW,构建了珠江三角洲流域耦合模型。利用地下水位观测数据、遥感蒸散发产品和遥感土壤含水量产品对模型性能进行了校验。模拟结果与蒸散发产品和土壤含水量产品的可决系数R分别为0.7691和0.8027,模拟水位与观测井地下水位的可决系数R为0.602。校验结果表明,模型模拟性能良好。利用校准之后的模型研究了粤港澳大湾区水循环过程、地表水-地下水作用规律和陆海交互作用规律,主要结论如下:八大口门2000-2015年多年平均地表淡水排泄量为2812.44*10m/yr,八大口门中多年平均淡水排泄量排第一位是磨刀门,年均850.99*10 m/yr,第二位是横门,年均589.74*10 m/yr,其余口门排泄量降序排序为虎门,虎跳门,洪奇门,鸡啼门,蕉门,崖门;2000-2015年多年平均海底地下淡水排泄量和海水入侵量分别为2.74*10 m/yr和1.52*10 m/yr,排泄区主要分布在珠江口东岸、黄茅海西岸及大亚湾周边,入侵区主要位于珠江口西岸的南沙至中山一带以及黄茅海东岸;敏感性分析方面,河流补给含水层通量对河床垂向渗透系数最敏感,其他地表水-地下水交互作用相关量均对最大产流面积百分比最敏感,海底地下淡水排泄和海水入侵量对最大产流面积百分比最敏感,陆地地表淡水排泄对降水最敏感。