海岸帶作為地球關鍵帶是全球最活躍、最脆弱的區域之一，地質災害頻發、生態環境脆弱。受氣候變化影響，全球極端降雨的頻率和強度不斷增加，由此引發的水文突變嚴重威脅地下水資源安全，如何科學評估極端降雨對其地下水系統的動態影響尤為困難。
針對這一難題，西安建筑科技大學相關學科科研團隊聯合中國地質調查局青島海洋地質研究所研究團隊聚焦我國山東萊州灣南岸典型泥質海岸帶，該區域歷經地質時期多次海陸變遷，形成了“淡水-咸水-鹵水-海水”多水質類型的復雜地下水系統，通過建立高精度監測網絡，他們獲取了小時級的地下水動態數據，并結合多期采樣分析，構建了包含水位、電導率、溫度及化學組分等參數的綜合數據庫。
海岸帶地下水對極端降雨的響應模式概念圖。論文作者供圖
他們進一步分析研究發現，極端降雨會通過雙重途徑影響地下水系統：一方面，大量淡水注入形成“活塞效應”，改變原有地下水補給路徑與溶質運移過程；另一方面引發復雜的離子交換和礦物溶解沉淀等化學反應，重塑地下水質構成。這種物理-化學耦合作用可能導致地下水水質突發性惡化。
“該研究創新性地提出了多端元混合模型，突破了傳統咸淡水混合模式的局限，實現了對復雜地下水系統精細時間尺度的水文響應模式和潛在化學過程的捕捉”西安建大交叉創新研究院孫啟明助理教授介紹。
相關專家認為，此項研究成果可為極端氣候下的地下水資源韌性管理、優化沿海地區地下水監測預警方案提供技術支撐。
6月30日，上述相關成果發表在國際期刊《清潔生產雜志》（Journal of Cleaner Production）。
文章相關信息：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2025.145746
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