全球60%以上的人口生活在沿海地区，特别是距离海岸线100公里以内的地区。海水入侵和海底地下水排泄就发生在这些地区的含水层中，威胁着关键的淡水资源。含盐海水和地下淡水通过海水入侵和海底地下水排泄过程产生复杂地相互作用。海底地下水排泄过程不仅驱动大量的地下淡水向海洋排放，也驱动着大量的陆源地球化学物质进入海洋。研究表明，这些地球化学物质通过海底地下水的排泄通量可能比通过河流等地表水的排泄通量还要大。
通常情况下，在沿海地区，陆地淡水和海水之间的相互作用属于多孔介质变饱和变密度流，水动力过程复杂。这些过程受到多种水力因素的影响，比如潮汐振幅、地下水水头、海水扩散系数、沿海坡度比等。前人在这方面做了大量的研究工作，包括一些基于MARUN，SEAWAT，SUTRA，PHT3D等模型的数值模拟工作。尽管这些模型可以很好的模拟地下河口中水文和盐分迁移过程，但它们各有其局限性，在地球化学模拟方面存在一定的不足。最近开发的TOUGHREACT在模拟水动力、热动力和地球化学过程的耦合方面具有非常强大的功能，该模型已被应用于自然条件下的各种反应性流体和地球化学运移问题，包括非饱和水中的氮循环过程、深部盐水层中的二氧化碳储存过程等等。然而，TOUGHREACT很少用于海底地下排泄方面的模拟分析。
要准确模拟地下河口处的地球化学过程，需要先将地球化学模型中的水文模拟与传统的水文模型结果进行对比和验证。本研究利用TOUGHREACT模拟了上述水力因素对地下河口处地下水流动和盐分迁移的影响。在达到稳态后，上层盐水羽（upper saline plume, USP）和盐水楔（salt wedge，SW）的时空分布以及地表水-地下水界面的水通量与前人的结果一致，表明了TOUGHREACT在海底地下水排放过程模拟方面的适用性。增大潮汐振幅和海水扩散系数，或减小地下水水头和沿海坡度比，会增加海水的潮汐驱动循环通量，减少淡水的通量，使得整个海滩区域的海水通量升高。这些发现有利于更好地理解海底地下水排泄过程，并可以作为利用TOUGHREACT模拟地下河口处水文地球化学过程的基准。
 

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