海底地下水排泄(SGD)是近岸、滩涂和河口区典型而重要的海水—地下水相互作用过程。由于受陆地和海洋双重驱动力作用,它包括来自内陆的陆源淡水(SFGD)和海水循环量(RSGD)两部分。作为全球水循环的重要组成部分,海底地下水排泄是海洋中水和各种化学物质的重要来源之一,同时也是各种污染物从陆地向海洋输送的一个重要而隐蔽的通道,对近岸海洋环境有着重要影响和作用。作为渤海三大海湾之一的莱州湾,其半封闭性性质使其与外海的交换能力较差,海湾环境因受人类活动而不断恶化。对此,地下水的贡献可能相比地表水更为重要。而大尺度的海底地下水排泄的评估,在渤海海域除了几个重要河口做过相关研究外,其他地区还是一片空白。本研究以天然镭同位素示踪为主要研究方法,在构建镭同位素质量平衡模型、水盐质量平衡模型基础上,评估莱州湾海底地下水、地下淡水排泄及海湾中水体混合过程。根据上述物理模型,计算得出莱州湾海水水体的刷新时间为36.6+5.3天,利用获得的水体刷新时间,耦合水、盐和镭同位素质量平衡模型,估算出2012年8月莱州湾海底地下淡水排泄量(SFGD)为4.12×107 m3/d～6.36×107 m3/d,海底地下水排泄量(SGD)为5.32×108 m3/d～6.20×108 m3/d。SFGD和SGD分别是2012年黄河年平均入海径流量的0.57～0.88倍和7.35～8.57倍。研究还发现,2012年8月黄河流入莱州湾的径流量不到其总入海径流量的14%。对于水体混合过程,本研究根据短半衰期的224Ra在湾口断面的活度分布,利用一维224Ra扩散模型计算了湾口表层和中层水体水平涡动扩散系数。2012年8月表层水体和中层水体的水平涡动扩散系数分别为253.1×106 m2/d和56.5×106 m2/d。此外,本文也利用224Ra质量平衡模型估计了SGD,结果为4.2×108 m3/d。在渤海湾北部,利用纳潮量法计算了近岸20 km区域内水体刷新时间,其结果为11.5天,然后利用226Ra质量平衡模型评估了该区域的SGD。226Ra收支平衡表明,约99%的226Ra来源于SGD,从而得到该研究区域的SGD为4.83×107 m3/d。以上评估结果对莱州湾乃至渤海的水环境和资源的可持续管理具有重要指导意义。