床面形态诱导的潜流交换与地球化学热点
流体动力学
2021-10-04 v1 地球物理
摘要
小尺度床面形态地形控制着水生沉积物内的潜流交换和生物地球化学过程，最终影响流域尺度的水质和养分循环。本工作研究了三维（3D）小尺度床面形态地形对潜流交换和溶质混合的影响。还研究了床面形态对增强反应速率区（即热点）发展的影响。将模拟床面上河流流动的计算流体动力学模型与地下水流和多组分反应性溶质运移模型相结合。通过使用几何模型改变控制曲率以及床面形态波长和振幅的参数，生成了多种床面形态地形。我们的结果表明，沉积物-水界面的压力分布受床面几何形状强烈影响。床面形状中更高的相移导致整体平均流速更高、增强的压力和反应速率区域更大，以及更多的溶质交换量。此外，对于广泛的沉积物传导率范围，床面形状控制着反应过程。本研究增进了对复杂小尺度形态特征影响潜流交换过程的理解。
引用
@article{arxiv.2011.02101,
title = {Bed form-induced hyporheic exchange and geochemical hotspots},
author = {Faranak Behzadi and Corey D. Wallace and Dylan Ward and Mohamad Reza Soltanian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.02101},
year = {2021}
}