海岸带作为地球关键带是全球最活跃、最脆弱的区域之一，地质灾害频发、生态环境脆弱。受气候变化影响，全球极端降雨的频率和强度不断增加，由此引发的水文突变严重威胁地下水资源安全，如何科学评估极端降雨对其地下水系统的动态影响尤为困难。
针对这一难题，西安建筑科技大学相关学科科研团队联合中国地质调查局青岛海洋地质研究所研究团队聚焦我国山东莱州湾南岸典型泥质海岸带，该区域历经地质时期多次海陆变迁，形成了“淡水-咸水-卤水-海水”多水质类型的复杂地下水系统，通过建立高精度监测网络，他们获取了小时级的地下水动态数据，并结合多期采样分析，构建了包含水位、电导率、温度及化学组分等参数的综合数据库。
海岸带地下水对极端降雨的响应模式概念图。论文作者供图
他们进一步分析研究发现，极端降雨会通过双重途径影响地下水系统：一方面，大量淡水注入形成“活塞效应”，改变原有地下水补给路径与溶质运移过程；另一方面引发复杂的离子交换和矿物溶解沉淀等化学反应，重塑地下水质构成。这种物理-化学耦合作用可能导致地下水水质突发性恶化。
“该研究创新性地提出了多端元混合模型，突破了传统咸淡水混合模式的局限，实现了对复杂地下水系统精细时间尺度的水文响应模式和潜在化学过程的捕捉”西安建大交叉创新研究院孙启明助理教授介绍。
相关专家认为，此项研究成果可为极端气候下的地下水资源韧性管理、优化沿海地区地下水监测预警方案提供技术支撑。
6月30日，上述相关成果发表在国际期刊《清洁生产杂志》（Journal of Cleaner Production）。
文章相关信息：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2025.145746
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