基于氢氧同位素的岔巴沟流域地表水-地下水转化关系研究

以黄土高原丘陵沟壑区岔巴沟流域为研究对象,通过2005年6月、8月两次对地表水、地下水采样,分析8D、818O、电导率(EC)和pH的变化,研究了岔巴沟流域的地表水一地下水转化关系.河水的氢氧同位素和EC沿河道变化大;主河道河水的δ值沿程富集,而EC在6月份时逐渐增加而8月份则先减小后增大;地下水δ值变幅较小而EC变化大.结果表明,旱季,河水接受以泉水为主要排泄形式的地下水补给,流量很小,在部分河段甚至干涸,仅在中游部分河段,由于河道两侧地下水位下降,基流或降雨径流对地下水形成一定的补给,但在其它河段没有明显的补给;雨季,降雨径流的退水过程快,洪水补给地下水的时间短且局限在河道两侧,洪峰过后,地表径流源于基岩裂隙泉以及各支沟淤地坝拦蓄的降雨径流,中游河水接受基岩裂隙泉水及各支流的补给量增加,而下游支流及泉水流量小,对地表径流量的贡献小,地表水沿程经历强烈蒸发,仅河道附近的地下水接受河水补给.淤地坝减少地下水排泄,增加地下水的转化量以及淤积层、地表径流的矿化度,但尚未明显影响地下水水质.     

五道沟试验场降雨径流中的氢氧稳定同位素特征分析

在淮北平原区五道沟水文水资源试验场,对降雨径流中的氢氧稳定同位素组成变化的特点及控制平原区河道径流组分划分的一些流域水文因素进行了同位素示踪实验研究.结果表明,实验期间降雨中的δ(18O)(-0.918%～-0.518%)及δ(2H)(-5.064%～-2.310%)的变幅较大,并随雨强的降低而增大;1,3,6号测井地下水的δ(18O)(或δ(2H))主要与补给区水源及降雨的δ(18O)(或δ(2H))有关,其对降雨入渗补给的响应较慢,有明显的滞后效应;IR自记井及S4抽水井由于受抽水灌溉等人类活动的持续影响,δ(18O)(或δ(2H))明显偏负,表明有来自深部潜水的补给.此外,流域出口断面河水的δ(18O)(或δ(2H))受平原型流域较强均化作用的影响,其变幅远远小于降雨的δ(18O)(或δ(2H))变幅,在使用同位素方法划分河道径流组分时,需要考虑降雨到形成河道径流的传输时间.     

陇东黄土高原董志塬区地下水水化学特征与~(14)C年龄

研究陇东黄土高原董志塬区第四系地下水与马莲河沿岸地下水、地表水水化学离子分布、氢氧同位素特征与~(14)C年龄,了解董志塬区第四系地下水的水文地球演化规律与地下水补给来源.结果表明,董志塬第四系地下水总体矿化度较低,水质较好,主要由HCO_3-Ca型过渡到HCO_3-Ca-Na型水.水岩作用不强烈,受到阳离子交换反应和同离子效应影响,受蒸发浓缩作用的影响不大.董志塬地下水的δ~2H和δ~(18)O值在大气降水线下方且相对较贫,与现代大气降水多年加权平均特征值差异较大,说明地下水中存在有湿冷时期的古水补给成分,且来自现代大气降水补给的成分微乎其微.马莲河中下游地表水接受董志塬地下水泄流补给,马莲河源头处主要接受大气降水补给.~(14)C同位素的研究表明,董志塬深层地下水年龄在上千至上万年,结合氢氧同位素特征,认为董志塬区地下水中存在有晚更新世末期与全新世湿润时期的古降水成分.     

衢江流域地表水与地下水的转化关系

地表水和地下水之间的转换关系是流域水循环和水环境问题研究的关键.以水化学和氢氧同位素作为示踪剂可以在一定程度上反映流域内地表水和地下水之间的关系.以衢江流域为研究区,分析了流域内地表水、地下水的水化学和氢氧稳定同位素的空间分布规律和演化趋势,定性和定量地揭示了流域内地表水与地下水的转化关系,结果表明:①溶解性总固体(TDS)、pH指标显示研究区地表水与地下水水化学指标空间变化特征相似,两者转化频繁;流域上游主要是地下水补给地表水,中下游则主要是地表水补给地下水;②阴阳离子组分显示:研究区水化学类型主要是HCO3-Ca、HCO3·Cl-Ca类型水,流域内水的最终来源为大气降水;水中离子主要受岩石风化和降水因素影响;③δD-18δO关系显示氢氧同位素含量沿河水流向不断富集;依据氢氧同位素与大气降水线之间的关系,显示出研究区地下水和地表水均受大气降水补给;④地表水与地下水的定量关系显示:研究区上游主要是地下水补给地表水,地下水对地表水的平均贡献率为19.67％,日均补给量为2.73×106 m3/d;中下游主要是地表水补给地下水,地表水对地下水的平均贡献率为22.77％,日均补给量为3.49×106 m3/d.     

黑河流域地下水电导率空间分异特征及影响因素研究

黑河流域是我国西北干旱区的第二大内陆河流域,地下水电导率γ的研究对保护流域地下水资源,减少流域生态环境的破坏具有重要的现实意义.通过对黑河流域地下水γ的空间变化及其与主要离子的关系进行分析,结果表明:1)整体上,上游浅层及深层地下水γ均较低,明显低于中下游地区,中游浅层地下水γ明显高于深层地下水,下游浅层与深层地下水γ差异不大;2)从区域上来看,中游干流地区浅层地下水γ沿流程呈增加趋势,中、下游沿河道附近浅层地下水γ高于距河道较远地区,上游及中游山前平原地区深层地下水γ较低,明显低于中游细土平原地区,下游居延海—中蒙边界地区与狼心山—额济纳旗城河道附近地区的深层地下水γ存在明显差异;3)地下水γ与各主要离子的关系表明,上游山区地下水γ主要受到Na~+、Cl~-浓度的影响,中、下游地区地下水γ主要受到Na~+、Cl~-和SO_4~(2-)浓度的影响.此外,中游距河道较远地区的深层地下水γ以及下游沿河道附近的浅层及深层地下水γ均受到了农业灌溉活动的影响.     

拉萨河流域中下游地区水化学及 地表水-地下水转化关系研究

为研究拉萨河流域中下游地区水化学及地表水地下水转化关系,利用水化学资料分析了不同水体水化学和稳定同位素特征,并探讨了地表水-地下水之间的转化关系。结果表明:拉萨河流域中下游地区不同水体中主要离子含量均较低,矿化度较低,呈弱碱性,水化学类型均以HCO_3·SO_4(SO_4·HCO_3)-Ca·Mg(Mg·Ca)型为主。不同水体的水化学组成主要受岩石风化作用控制,且以碳酸盐岩和硅酸盐岩的溶解风化为主。水化学及同位素分析表明:水样点可分为地表水、地下水以及混合区三个区域,说明研究区地表水和地下水水力联系密切,存在明显的转化关系;地表水、地下水、泉水的主要来源均为大气降水,不同水体均受到不同程度的蒸发作用影响;支流地表水主要受地下水补给,拉萨河中下游地表水和地下水存在地段性互补关系,拉萨河是区域地下水的主要排泄通道。     

东北平原西部山前台地区地下水环境同位素分析--以洮儿河流域中上游为例

根据地表水体样品、地下水样品的同位素测试结果,绘制δD δ18O关系图、δ18O H关系图,从而对东北平原西部山前台地区的地下水补迳排关系进行分析·获得该地区雨水线方程δD=7 1781δ18O-8 1151;高程效应关系式δ18O=-0 0049H-8 209;同时认为大兴安岭山区是该区地下水的补给区,补给源是大气降水,区内地下水循环迟缓,主要为1991年以来大气降水补给;地下水形成年龄在3 26～10 6年之间;地下水形成时年平均气温略低于现代年平均气温·     

基于地下水动态模拟的生态输水累积效应

为研究塔里木河下游生态输水对地下水的累积效应,以阿拉干断面和第12~18次生态输水为例,建立塔里木河下游典型平原断面间歇性输水下的局部地下水数值模型。采用基于互补相关理论的平流[CD*2]干旱模型计算实际月最大蒸散发速率,模型经率定验证后可应用于生态输水对地下水的累积效应评价。刻画地下水对生态输水的时空响应规律是评价累积效应的有效手段,通过地下水对输水的有效响应距离和受水面积2个指标,揭示输水前后地下水时空分布格局。结果表明,输水后812m地下水距河道的最大响应距离扩大到1100m,中高水位受水面积达到低水位受水面积的161倍,输水有效范围主要分布于距河道1000~2000m内。     

基于水化学和同位素示踪岩溶含水系统的水力联系——以宜春市四方井副坝区为例

为查明宜春四方井水库副坝区地下水流系统的分布,指导副坝区地下工程注浆帷幕的设计与施工,采用现场盐示踪试验,结合水化学和同位素数据分析测试,揭示副坝区地下水与下游村庄(四方井)泉水的水力连通关系。结果表明:大气降水是地下水的补给来源,蒸发和水岩相互作用是控制地下水水化学形成的关键因素;地下水和地表水的水化学类型主要为HCO_3-Ca,沿着地下水径流的途径,地下水的矿化度(total dissolved solids, TDS)呈现增加的趋势,表征副坝区地下水与其下游四方井村的泉点间具有潜在的水力联系;现场盐示踪试验和δD、δ~(18)O分布的研究,进一步验证了副坝区地下水与四方井的泉水点SD-3、SD-4和SD-7的水力联系较好,与泉点SD-5的连通性较弱,SD-5主要来自径流路径较短的上游水补给。研究结果有助于建立局部地下水流循环模式,查明地下水流系统的分布规律,为地下水资源的可持续开发利用及生态环境保护提供技术支撑和参考依据。     

输水堤防工程对塔里木河中游荒漠河岸林生态系统的影响

河岸生态系统的恢复与保育越来越受到人们的关注.通过建立监测断面对塔里木河中游从2001-2007年输水堤防修建后地下水埋深、地下水化学特征以及植被覆盖度和物种多样性的监测分析发现:堤防两侧湿地的地下水位呈现下降变化趋势,地下水矿化度以及主要离子含量呈现大幅度增加,而植被覆盖度和物种多样性都呈下降变化的趋势;相关分析结果表明,在输水堤防修建之初距堤防不同距离处水化学的相关性显著,而随着时间的推移,距堤防远处与近处的相关性下降,距堤防800 m以外区域成为水盐的排泄区.输水堤防的修建抑制了河水漫溢是堤防外地下水位下降,水质恶化和植被覆盖度及物种多样性的降低根本原因.     

Physiological response of natural plants to the change of groundwater level in the lower reaches of Tarim River, Xinjiang

Based on the analysis of the three-year (2000-2002) monitoring data of the four times intermittent stream water conveyance to the lower reaches of Tarim River where the stream flow was dried up for more than 30 years and the measurement of PRO, SOD and POD in plants collected from 24 vegetation plots, it is concluded that the stream water conveyance plays an important role in lifting groundwater level. The groundwater nearby the watercourse was raised from 5～8 m in depth before the stream water conveyance to 2.5～5 m after stream water conveyance. The physiological response of Phragmites communis, Tamarix spp. And Populus euphratica to the change of groundwater is sensitive and represents a grads change obviously. The growth of the plants in the lower reaches of Tarim River is stressed by drought to various degrees. Lengthways, the drought stress exposed to the plants increases with groundwater depth from the upper sections to the lower sections; and breadthwise, the drought stress exposed to the plants is increased with the increase of distance away from the river channel of stream intermittent water releases and of the groundwater depth. Combining the field investigation and the analysis of the plots, it is considered that the stress groundwater depths for the Phragmites communis, Tamarix spp. And Populus euphratica are 3.5 m, 5 m and 4.5 m respectively.     

Corridor effect of the spatial changes of landscape patterns in arid areas:A case study of the river corridor areas in the middle and lower reaches of Tarim River

The river corridor areas in the middle and lower reaches of the Tarim River are dominated by the traditional green corridors along the river section from the Qara Reservoir in Yuli County to the Taitema Lake in Ruoqiang County, which plays an important role in the social and economic development in the Tarim River Watershed with a extremely significant ecological functions. The buffer zones perpendicular to the watercourse were defined along both riversides at a 5-km interval beginning from the watercourse (10 km wider) using the method of the buffer zone analysis. The landscape pattern indexes of each buffer zone were calculated, and the indexes of the main landscape patterns were analyzed so as to reveal the radiative effect and the characteristics of the river corridors on landscape and patch levels. The results show that the radiative width is generally 30 km in the study area, and can be up to 50-70 km in sub- region FG1 because the study area is located in two drainage basins, with an ecological interstitial zone between them. The landscapes of woodlands and wetlands are generally distributed within the 10 km buffer zone (it means that the buffer zone is 5 km away from the watercourse; the same hereafter) along both riversides. Moreover, the closer the buffer zone is to the watercourse, the higher the patch density and the largest patch index are. In the ecological and environmental regeneration for the study area, the extent of ecological effect of the river corridors must be fully considered, and the projects must be scientifically and rationally planned and designed.     

塔里木河干流下游地下水变化分析

塔里木河干流下游,尤其是大西海子至台特玛湖河段是塔里木河流域自然环境最为严酷、生态退化最为严重的地区,其生态问题已引起国内外的广泛关注。本文结合前人研究成果和实际调查资料,重点分析干流下游大西海子至台特玛湖段2004—2008年地下水变化动态以及上中游来水对地下水水位和水质的影响。     

利用GIS与数理统计分析晋江市浅层地下水化学特征及成因

测试晋江市浅层地下水的pH值、矿化度、总硬度、总碱度、电导率等相关指标,利用GIS结合数理统计的描述性统计、相关性分析、因子分析等工具分析该区浅层地下水化学特征及成因.分析结果表明:该区浅层地下水中矿化度、总硬度、总碱度、电导率、Na++K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-的变异系数较大,导致局部地段水质可能较差,其中矿化度、Na++K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-绝对含量较大,是随环境因素变化的敏感因子.区域水化学类型以Cl-·HCO3-—K++Na+·Ca2+型为主.水化学成因主要受各种岩盐矿物的溶滤、阳离子交替吸附作用以及过度开采地下水导致海水入侵影响,其中溶滤和阳离子交替吸附、海水入侵贡献率最大,其次受工农业生产、生活污水排放等人类活动的影响.     

太原市西山岩溶区汾河与地下水相互作用研究

通过对汾河西山岩溶区段的河道下垫面背景分析,将汾河干流汾河水库至兰村区间分为7个区段,识别出了4个汾河与岩溶地下水相互作用积极的地段。以地下水系统理论为指导,将兰村泉和晋祠泉岩溶水系统概化为双输入(大气降水与人工开采)单输出(泉流量)模型,在此基础上,基于岩溶水天然资源量与大气降雨入渗量、河流渗漏量关系推算出了汾河与各岩溶水系统岩溶地下水的作用强度,即汾河对各岩溶水系统的渗漏补给量。研究成果对于指导太原市水资源综合利用,缓解太原市水资源供需矛盾,有效保护岩溶地下水等提供了科学参考依据。     

Response of the accumulation of proline in the bodies of<Emphasis Type="Italic">Populus euphratica</Emphasis> to the change of groundwater level at the lower reaches of Tarim River

The content of proline in the plant bodies is closely related to the converse-succession-resistant capability of plants. Under the drought stress, the proline accumulates rapidly in the plant bodies for maintaining a certain mois-ture content and an expanding-pressure momentum in cells through the osmoregulation, thus the drought-resis- tant capability and the converse-succession-resistant ca-pability of plants are increased[1,2]. Many researches on the relationship between the proline and the…     

华北型煤田奥灰水水化学和同位素特征研究——以兖州煤田为例

为了更好地理解研究区的水循环,并为突水水源判别打下基础,很有必要研究奥陶系地下水水化学和同位素特征。奥陶系灰岩水(简称奥灰水)主要的水化学类型为Ca-MgSO4,主要阳离子为SO2-4和Ca2+。Ca2+和SO2-4与TDS都有很好的线性相关性,R2值分别为0.978和0.996,而且随TDS的增加,Ca2+和SO2-4浓度增长速度也是最快的。奥灰水中方解石和白云石处于过饱和状态,但是石膏和方解石未饱和。Cl-和TDS的分布与地下水流场有较好的一致性。研究区代表性的雨水线为:δD=7.80δ18O+6.28,分析结果认为奥灰水不是当地降水的补给。     

黄河三角洲浅层地下水中氢氧同位素的特征

结合前人的研究成果和施工的钻孔资料，基本查明了黄河三角洲浅层地下水的分布和埋藏条件，分析了该区地下水和黄河水的氢氧同位素组分（18O、D和T）. 研究结果表明：(1）黄河三角洲地下浅层有潜水和承压水两个含水层，两者来自完全不同的水源； (2）潜水起源于黄河水和大气降水的入渗补给，与黄河的水力联系强，属于大气成因溶滤水；潜水水交替条件较好，平均停留时间约为5.30年； (3）承压水是海侵时侵入的海水和古大陆水混合后沉积下来的水，与黄河水的水力联系弱，属于沉积水.