来源：夏威夷大学马诺阿分校                                         发布时间： 2021 年 12 月 8 日 

来自3个不同火山的玄武岩互层形成了一个复杂的、非均质含水层，影响着地下水水位和地下水排放速率。
降水先渗入年轻的多孔玄武岩并在地下流动，然后以SGD的形式排出到沿海海洋。与此同时，潮汐和海浪
将海水推入沿海含水层，形成了一个复杂的地下河口。   图片：夏威夷大学马诺阿分校 

       地下水是人类和生态系统的重要资源。海底地下水排放是水离开沿海含水层进入海洋的过程，这可以是陆地淡水或侵入海洋边缘多孔含水层的咸水。由夏威夷大学玛诺阿校区研究人员发表在《Nature Scientific Reports》上的一项新研究表明，虽然降水和海平面会提高沿海地下水的水位，但海平面，尤其是潮汐，才是夏威夷沿海地区地下水排放量的看门人。

       向近岸添加地下水丰富了沿海食物链，支撑了许多夏威夷原住民传统的水产养殖方式，如loko iʻa（鱼塘）。然而，沿海含水层和海底地下水排放日益受到气候变化和海平面上升的影响。

       虽然降雨驱动了含水层中的淡水量，但由于季节性海水入侵、潮汐抽吸和波浪形成的复杂性，很难理解和预测海底地下水的排放量和时间。如西夏威夷这样含水层结构复杂且未知的地方，长期观察是表征这一过程的唯一方法。

       2016年，夏威夷大学海洋与地球科学与技术学院的研究人员，构建了一个自主的氡气监测仪，用于计算海底地下水排放量的大小。该仪器在Kīholo湾部署了数年，并以前所未有的时间跨度和分辨率收集了数据。

       当测氡仪在包括热带气旋、海啸、潮汐、干旱、厄尔尼诺和海平面异常等重大天气事件和海洋条件下被部署时，该仪器捕获了一组具有启发性的数据。研究人员应用时间序列分析来了解海底地下水排放模式-——如何受降水、潮汐和波浪的影响——以及它如何影响沿海盐度。

       研究人员发现，这些数据揭示了地下水排放的驱动因素。当降雨量低时，地下水排放和海岸盐度完全由潮汐调节，在退潮时排放的水量最大。当降水超过一个阈值时，它就成为将地下水推出含水层并导致海岸线盐度降低的主要驱动因素。这种模式在厄尔尼诺时期尤为明显。此外，在大雨期间，如热带气旋期间，由于淡水从地表流出，沿海盐度立即下降。该团队的分析还表明，高降水导致地下水位上升，并在几个星期的时间间隔内逐渐增加海底地下水排放量。

       研究人员指出，了解地下水排放模式有助于改善沿海含水层的管理。本研究中提出的分析是了解正常和极端气候事件下的预期的第一步，该团队准备将获得的知识应用于沿海社区，并与他们合作，将这些发现应用于他们的管理决策。

原文链接：Ocean tides are gatekeepers of groundwater discharge to Hawai‘i coastal zone

编译：刘群