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  • 和田河流域水化学特征与地下水补给来源分析

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-07-04 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 为研究和田河流域水化学与地下水补给特征,采用SPSS数理统计分析、Piper三线图、Gibbs图解以及氢氧和14C同位素示踪等方法对不同地貌单元中的水体(井水、坑塘水和河水)进行了水化学组成特征、补给来源和转化关系分析。结果表明:(1)各水体主要起源于南部海拔2000 m以上的中高山区冰雪融水和大气降水。从山区到沙漠区,地下水水化学类型具有较明显的分带特征。不同水体pH值均呈弱碱性,离子之间组分和TDS值差异较大,整体呈坑塘水>井水>河水规律。少数地下水样点中NO3-含量显著异常。(2)砾质平原区地下水大量接受地表河水的垂向脱节型补给。地下水TDS值小,更新速度快,以水岩溶滤控制作用为主,水化学类型多呈SO4·Cl–Ca·Mg型。(3)细土平原区地下水溶解性总固体(TDS)值变幅大,多为Cl·SO4–Na型。其中,河间地块内,靠近上游地下水接受地表水及邻区侧向径流补给,14C年龄小;中下游地区地下水氢氧同位素“氧漂移”现象普遍。分水岭处地下水14C年龄大,近河岸处年龄小,地下水与河水联系密切。河间地块两侧地下水分别沿东北、西北方向径流,最终排泄于外围沙漠区。研究结果可为和田河流域水资源合理开发利用和生态环境保护提供科学理论依据。

  • 塔什库尔干河流域河谷大气降水特征与水汽输送路径

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-04-29 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 利用塔什库尔干河流域河谷2018年9月—2020年5月的降水事件的大气降水同位素数据,以及流域河谷代表性气象站点温度、降水、相对湿度等气象资料,分析降水中δ18O、δ2H和氘盈余(d-excess)变化特征,探讨影响因素,并基于拉格朗日后向轨迹模型(HYSPLIT)追踪解析流域河谷大气降水的水汽输送路径。结果表明:(1)降水δ2H、δ18O值总体上呈现夏季富集、冬季贫化的季节变化特征,且具有显著的温度效应(1.33‰·℃-1),但未见显著雨量效应;(2)局地大气降水线方程为δ2H=7.63δ18O-3.55,呈现出显著的干旱气候特征;(3)HYSPLIT模拟结果表明研究流域降水水汽主要受西风环流和局地水汽再循环影响,其中夏半年局地水汽蒸发占比54.09%,冬半年西方路径中较长距离输送占比45.53%。8月源自印度洋的水汽可绕过青藏高原到达研究区域。成果可为塔什库尔干河流域水资源管理和气候应对提供参考依据。

  • 敦煌月牙泉域地下水系统水文地球化学特征分析

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-03-01 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 选择河西走廊西端的月牙泉域作为研究对象,通过样品采集测试,对研究区内的水化学特征、环境同位素和水文地球化学过程进行了系统分析。结果表明:大气降雨(包括冰川融水)形成的出山河水是区内潜水的主要补给来源,二者存在密切的成因联系,局部地区受断裂构造或越流影响并受祁连山前深部地下径流侧向补给;党河灌区地下水的蒸发作用微弱,以人工开采为主要排泄方式,其他浅层地下水以蒸发为主要排泄项:地下水化学成分的演化受到碳酸和硅酸盐岩溶滤作用的影响;岩盐、石膏和硅酸盐岩的溶解作用、方解石和白云岩的沉淀作用以及蒸发作用是控制地下水盐分的主要因素,且在流域水循环过程中存在不同程度的混合作用。研究结果可为月牙泉生态保护与恢复提供科学依据。

  • 微地形对高寒固沙植物水分利用特征的影响

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-03-01 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 水是植物生存最主要的限制因子,对沙区植物水分利用的研究已成为沙地生态保护和植被恢复的关键。本文以青海湖湖东沙地3种典型固沙植物——樟子松、小叶杨、沙棘为研究对象,基于氢氧稳定同位素技术(δ18O和δD),结合IsoSource模型,对微地形影响下的各潜在水源(不同层次的土壤水)及植物主要水分来源进行分析。研究结果表明:(1)土壤含水量具有微地形差异,表现在迎风坡低地土壤含水量高于沙丘顶部和迎风坡中部,且9月土壤含水量处在最高值。(2)木质部水的δ18O值在不同微地形条件下具有树种差异性,樟子松在迎风坡低地的δ18O值最小,而沙棘和小叶杨在迎风坡中部的δ18O值最小。(3)不同植物的主要水分来源具有较为明显的季节差异,6月樟子松和沙棘在不同微地形条件下均以深层土壤水为主要水分来源,而小叶杨在沙丘顶部主要利用深层土壤水,在迎风坡中部和低地对中层土壤水的利用较大,但随着降水量的增加,9月各树种转而主要利用浅层和中层土壤水。总而言之,高寒沙地固沙植物的水分利用模式受微地形条件的影响,且不同物种对降水表现出不同程度的响应。

  • 银川平原夏半年不同等级降雨水汽输送机制

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-03-01 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 全球气候变暖加速了区域水循环,改变了水汽的传输路径,了解不同等级降雨稳定同位素特征及水汽来源为水资源的利用及旱涝灾害的防治提供依据。基于2018—2020年夏半年(5—10月)采集的银川平原降雨样品,研究不同等级降雨中氢氧稳定同位素的变化特征及其二次蒸发效应,并利用后向轨迹模型及水汽通量等方法分析降雨的水汽来源及潜在蒸发源区。结果表明:银川平原夏半年不同等级降雨稳定同位素随着降雨等级的增加而偏负,小雨氘盈余(d-excess)值偏负而中雨和大雨偏正,大气降水线斜率和截距随着雨量级的增加呈现出递减的规律。二次蒸发作用的强弱随气温升高而增大,随降雨量、相对湿度和雨滴直径增大而减弱。西风水汽为银川平原夏半年降雨的主控水汽,同时小雨、中雨、大雨还分别受到陆地蒸发水汽、大西洋水汽及太平洋水汽的影响。潜在蒸发源区对小雨影响较大,主要位于研究区周边及北部、南部和东南部地区;中雨潜在蒸发源区主要分布在研究区周边地区及其西北部和东南部;大雨主要分布在研究区周边及东南部地区。

  • 基于稳定的兰州市南北两山土壤水入渗模式

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-12-16 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 基于2018年410月兰州市南北两山不同海拔高度的降水和土壤水同位素数据,运用lc-excess法和lc-ex⁃ cess平衡方程定量分析兰州市南北两山的土壤水入渗过程,结果表明:土壤水lc-excess显示研究区土壤水入渗补给 过程中活塞流模式和优先流模式并存,78月,各采样点均出现优先流信号,lc-excess平衡方程表明活塞流模式对 深层土壤水的贡献率约70%,而优先流的贡献率约30%。土壤含水量和土壤水lc-excess呈正相关关系,南北两山土 壤水lc-excess在月尺度和深度上均无显著差异,表明南北两山深层土壤水入渗补给模式一致,均来自上层土壤水渗 流的活塞流模式,但在植被覆盖率较高的南山,优先流模式出现较多,尤其在降水集中的78月。本文研究结果为 认识兰州市南北两山黄土丘陵区的水文过程提供理论参考。

  • 宁夏苦水河流域地表水与地下水转化关系研究

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-11-13 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 在淡水资源短缺的苦咸水地区查明地表水与地下水转换关系,对于揭示区域水文循环机制,促进苦咸水资源的合理利用具有重要意义。以宁夏苦水河流域为研究对象,采用氢氧稳定同位素技术,结合野外调查、统计分析与水化学分析法,分析了地表水和地下水的水化学与氢氧稳定同位素时空分布特征,系统揭示了流域内地表水与地下水转化关系的时空变化规律。结果表明:(1) 苦水河流域地表水与上游、中游地下水的水化学类型均以SO4Cl-NaMg为主,地表水的水化学形成作用为蒸发浓缩。下游地下水的水化学类型转变为混合型,水化学形成作用转变为受岩石风化控制。(2) 大气降水对丰水期地表水与地下水的补给作用显著,对枯水期补给作用有限。流域上游、中游受气候、地形、水文地质条件控制,地表水与地下水转关系在不同时期不同河段表现出显著的差异性与复杂性。下游区域受引黄灌溉的影响作用明显。(3) 枯水期地表水与地下水水力联系密切的区域分布于中游、下游,水循环模式均为地下水补给地表水,补给比例分别为51.8%、57.8%。丰水期干流地表水与上、中游地下水水力联系微弱,下游地表水补给地下水,补给比例为38.8%,同时下游渠水对地表水有一定的补给作用,补给比例为29.8%。

  • 基于揭示艾比湖流域地下水特征

    分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2023-03-14 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 地下水对于调节干旱区水循环和生态系统具有重要意义,认识和管理地下水资源是防止河流基流减少,地面沉降和水质退化的关键。通过分析艾比湖流域地下水水化学参数和氢氧稳定同位素特征,结合线性回归、双端元混合模型和GIS空间分析等方法,探讨不同区域地下水补给来源和水化学组分动态变化。结果表明:(1)博尔塔拉河(简称博河)和精河中下游区域氢氧同位素(2H与18O)值最大,艾比湖周边区域次之,博河上游区域最小,流域地下水存在不同的循环过程。(2)地下水氘盈余(d-excess)和水化学特征反映了地下水不同的补给机制和影响因素,博河上游区域地下水主要受冰川积雪融水补给;博河和精河中下游地下水主要来源为地表水和降水,同时受岩层性质、农田开发和灌溉措施影响较大;艾比湖周边地下水主要来源于冰雪融水和降水。中下游区域和河湖交汇区地下水是防控和治理的重点区域。(3)地下水流动系统Ⅰ的电导率(Electrical con⁃ductance,EC)在210.00~2500.00 Scm-1 之间,d-excess 在6.47~9.70之间;流动系统ⅡEC 在141.60~5260.00 Scm-1之间,d-excess在9.61~17.45之间,地下含水层存在不同的水力联系。研究结果对艾比湖流域地下水氢氧同位素和水化学驱动机制的探讨,可以为流域地下水资源的合理利用及科学开发提供一定的理论参考依据。

  • 基于氢氧稳定特征的潜水蒸发影响程度研究

    分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2023-01-17 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 干旱绿洲区在新疆发挥着重要的生态保护与水源涵养功能,区内的地下水不仅提供了宝贵的淡水资源, 更是植物水分的主要来源。开展潜水蒸发影响程度研究,对分析干旱绿洲区土壤水分运移,土壤水与地下水转化 关系、植物水分利用等方面都具有十分重要的意义。本文采用环境同位素、土壤物理和化学分析方法研究了新疆 塔里木河下游干旱绿洲区胡杨(Populus euphratica)、柽柳(Tamarix ramosissima)等典型植被生长区的土壤剖面特 征。结果表明:塔里木河下游干旱绿洲区具有强烈的潜水蒸发和毛细作用,对土壤水氢氧稳定同位素的分馏、土壤 含水率、土壤含盐量的分布具有较大影响;自潜水面向上,随着高度增加,土壤水的氢氧稳定同位素值逐渐减小,并 在1~1.5 m处达到最小值后又逐渐增大;土壤含水率逐渐减小,至1~1.5 m处土壤含水率减小的速率减缓;土壤含盐 量在潜水面附近总体保持稳定,至1~1.5 m处含盐量逐渐开始增大;综合不同植被生长区土壤剖面数据,反映出该 区秋季潜水蒸发影响深度为1~1.5 m。利用氢氧稳定同位素的分馏特征来研究干旱绿洲区潜水毛细高度及蒸发深 度,可以获得传统水文地质和潜水蒸发实验无法得到的信息。

  • 阿尔泰山降水氢氧稳定特征及水汽来源分析

    分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2022-08-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 阿尔泰山横亘于亚欧大陆中部,是中纬度西风带气候研究的重点区域之一。利用阿尔泰山地区4个站点的监测数据,研究了该区域降水氢氧稳定同位素的年内变化特征及大气降水线方程,分析了降水同位素的温度效应,并利用后向轨迹探讨了水汽来源。结果表明:(1)阿尔泰山各站点降水同位素比率在季节上表现为夏高冬低,且南侧站点的季节差异比北侧大,除Novosibirsk外大多数站点的降水氘盈余值为夏低冬高。(2)除Novosibirsk外,研究区大多数站点大气降水线方程的斜率和截距都低于全球平均值。(3)各站点降水同位素存在明显的温度效应,体现在季节变化和空间分布上。(4)后向轨迹表明,研究区受到西风水汽、极地水汽和近源水汽路径的影响,且偏北站点可能受极地水汽路径的影响更大。上述认识有助于明确阿尔泰山不同区域降水同位素时空变化反映的水文气候信息,并为该区域大气水循环及气候变化研究提供参考。

  • 阿尔泰山泥炭α-纤维素碳和氧的古环境意义——以黑阳坡泥炭为例

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2022-01-26 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 常年受西风影响的阿尔泰山是古气候研究的重点区域之一。为探究将阿尔泰山泥炭植物碳和氧同位素(13Ccell和18Ocell)的现代过程研究直接运用到百年或千年尺度古气候重建中的合理性,在可靠的210Pb、137Cs测年基础上,分析了19622017年哈巴河气象站冷季(10月次年4月)、暖季(59月)以及年尺度上气温、降水量、相对湿度与黑阳坡泥炭13Ccell、18Ocell的相关关系。结果显示:黑阳坡泥炭13Ccell与58月相对湿度显著负相关(r=-0.52,P),18Ocell与11月次年1月降水量显著正相关(r=0.49,P),黑阳坡泥炭13Ccell、18Ocell变化可以看作分别是58月相对湿度和11月次年1月降水量的代用指标。本研究为阿尔泰山泥炭-纤维素同位素记录的古气候解译提供了多年尺度的数据支撑,不仅丰富了我国关于泥炭地同位素现代器测的过程研究,也对研究区利用泥炭纤维素同位素开展长时间尺度上古气候定量化研究具有重要意义。

  • 基于蒸发皿实验的大气水汽氢氧稳定模拟

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2022-01-26 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 大气水汽氢氧稳定同位素直接反映了水在大气中输送、混合和相变等过程的关键信息,通过蒸发皿实验可以模拟大气水汽氢氧稳定同位素组成,但模拟方法的可靠性仍需要实测资料的验证。于2019年911月在甘肃兰州进行了蒸发皿实验,对逐日大气水汽氢氧稳定同位素进行模拟,同期利用在线大气水汽氢氧稳定同位素分析仪进行实时监测从而对模拟结果的可靠性进行验证。研究发现:(1)利用自然蒸发状态下的Craig-Gordon线性阻力模型和水体同位素质量平衡方法模拟得到的大气水汽中18O与直接测量得到的大气水汽中18O之间表现出较好的一致性,均方根误差为4.5,平均绝对误差为3.2,平均偏差为0.03。(2)大气水汽中18O的模拟残差与相对湿度(R2=0.43)、蒸发剩余比(R2=0.39)和剩余水体同位素值(R2=0.39)都具有一定相关性。(3)模型对相对湿度的敏感性高,在相对湿度较低时模型误差会增大。在实验末期蒸发剩余比偏低和剩余水体同位素富集的情况下,水汽同位素模拟残差相较于实验前期而言更大。

  • 银川平原降水氢氧稳定时间尺度效应及水汽来源

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2022-01-21 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 为揭示银川平原降水稳定同位素的时间尺度效应及水汽来源,采用后向轨迹模型聚类分析法、潜在源贡献分析法(PSCF)和浓度权重轨迹分析法(CWT)解析水汽来源及潜在蒸发源区。结果表明:(1)银川平原降水氢氧稳定同位素组成存在明显的季节性变化,冬半年降水氢氧稳定同位素组成(-38.651.6和-4.55.2)明显偏正于夏半年(-40.917.7和-5.73.0);不同时段下,局地大气降水线(LMWL)具有显著差异,夏半年LMWL的斜率、截距(5.43、-9.71)低于冬半年的斜率、截距(9.10、5.08)和银川平原全年LMWL的斜率、截距(6.79、-2.79)。(2)在全年、夏半年和冬半年,降水中18O 的气温效应显著,气温效应分别为(0.4730.210)℃- 1、(0.2580.037)℃-1和(0.2110.031)℃-1,降水量效应不显著。(3)在夏半年和冬半年,研究区降水的水汽来源主要为西风水汽,同时受局地蒸发水汽的影响。夏半年,水汽蒸发源区主要分布在研究区周边地区及西部、西南部和南部;冬半年主要分布在研究区周边地区和西部。研究结果可为干旱地区利用稳定同位素技术鉴别水汽来源方法的选择提供理论依据。

  • 乌伦古河流域水体水化学与特征及指示意义

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-12-12 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 摘要:水化学与同位素特征对不同水体水文过程具有重要的指示作用。本文基于2018年乌伦古河流域不同水体水化学与稳定同位素测试数据,综合运用数理统计、Gibbs图解、离子比值、Piper三线图等方法,查明了乌伦古河流域水体水化学与同位素特征,探讨了水化学形成机制、演化趋势与水体转化关系。结果表明:河水受岩石风化、蒸发浓缩与混合作用影响,水化学类型以HCO3·SO4-Ca·Na为主;湖水受蒸发浓缩作用控制,水化学类型为SO4·Cl-Na型;地下水在岩石风化、蒸发浓缩、阳离子交换的共同作用下,潜水水化学类型为HCO3·SO4-Ca·Na与SO4·HCO3-Na·Ca型,承压水为Cl·SO4-Na型;各水体Piper图表明,地表水与潜水进一步向Cl·SO4-Na型演化;各水体氢氧稳定同位素富集程度表现为乌伦古湖>吉力湖>河水>潜水>承压水;各水体氢氧稳定同位素值均位于当地雨水线(δD=6.49δ18O-8.63)两侧,表明蒸发与降水是影响水体同位素特征的主要因素;受地质地貌、地层结构影响,潜水与河水水力联系紧密而与承压水联系微弱,区内以潜水向河水补给为主,承压水与潜水存在局部水力联系。

  • 喀什河流域降水特征及水汽来源分析

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 利用喀什河流域山区2017-07—2018-06大气降水同位素数据,以及流域山区温度、降水气象资料,分析了降水中δ18O、δD和氘盈余(d-excess)变化特征,讨论了δ18O与气温、降水量的关系,通过利用HYSPLI模型追踪分析流域山区大气降水的水汽来源。结果表明:(1)流域内降水中δ18O季节变化明显,夏季δ18O同位素富集,冬季δ18O同位素贫化。(2)不同降水类型中δ18O、δD的关系差异明显,夏季δD蒸发分馏大于δ18O、降雨大气降水线斜率及截距较小;冬季δD蒸发分馏明显减弱,降雪大气降水线斜率及截距较大。(3)流域内大气降水同位素存在明显的温度效应,但是降水量效应不显著。(4)流域内大气降水水汽主要来源于大西洋,受水汽远距离输送,途中加入较多二次蒸发水汽的影响,氘盈余值(d-excess)整体上偏大,但是2月氘盈余偏低,与受北极气团源地温度低、空气湿度大、水汽输送路径短影响有关。(5)该流域夏季降水主要来源于西风环流和局地再循环水汽,冬季则受西风环流和北极气团共同影响,大西洋水汽形成的降水占研究区总降水量的68.6%,局地再循环水汽占17.1%,北冰洋水汽形成的降水占研究区总降水量的14.3%。

  • 艾比湖流域降水、地表水和地下水稳定特征

    分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2021-08-01 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 选取艾比湖流域降水、地表水和地下水为研究对象,结合流域水文地质资料,利用野外调 查、室内试验和统计分析等方法分析了流域不同水体氢氧稳定同位素的时空变化特征。结果表 明:(1)艾比湖流域降水 δ2H 和 δ18O 变化范围分别为-148.2‰~-34.5‰和-20.16‰~1.20‰,流域大 气降水线斜率为 6.69。降水 δ18O 值与气温呈正相关关系,与降水量在夏季表现出显著的负相关关 系。(2)地表水 δ2H 和 δ18O 变化范围为-101.0‰~-17.0‰和-14.54‰~0.29‰,其中 8 月最大,其次为 5 月和 10 月。博尔塔拉河同位素值从上游到下游沿流程逐渐增加,而精河沿流程变化趋势不明显, 河水 δ18O 与气温存在正相关关系。(3)地下水 δ2H 和 δ18O 值的范围分别为-85.0‰~-65.5‰和 -12.18‰~-9.05‰,平均值分别为-75.5‰和-11.00‰。博尔塔拉河区地下水同位素值从上游到下 游沿流程逐渐增加,精河区沿流程变化趋势不明显。艾比湖流域水体稳定同位素的测定,为阐明 流域水文过程提供同位素证据,对变化环境下有效利用水资源,维护流域生态安全具有重要意义。

  • 基于树轮的塔里木河下游生态输水对 胡杨生长特征影响研究

    分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2021-06-17 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 采用树木年轮和稳定同位素技术,分析了 2000—2015 年生态输水对塔里木河下游胡杨树 木轮宽指数和树轮稳定碳同位素比率(δ13C)的影响,探讨了生态输水与胡杨生长的关系。研究结 果表明:(1)胡杨生长与生态输水量有着密切关系。受生态输水影响,塔里木河下游上段英苏断面 胡杨轮宽指数和树轮δ13C 经历了 3 个阶段:在最初前 4 a(2000—2003 年)的输水过程中,胡杨生长 响应十分敏感,胡杨轮宽指数和树轮δ13C 呈增加趋势,其平均值分别为 1.52 和-26.70‰;但在 2004—2009 年,随着生态输水量的逐渐减少,胡杨轮宽指数和树轮δ13C 逐渐下降,分别较 2000—2003 年平均减少了 28.83%和 2.41%;当 2010—2015 年生态输水重新稳定后,胡杨轮宽指数和树轮δ13C 也逐渐增加并趋于稳定。(2)输水时间与胡杨生长有着密切关系。胡杨生长与生长年(前一年 9 月— 当年 8 月)、生长季(4—8 月)和前一生长年(前一年 4 月—当年 3 月)生态输水相关性最高,与自然年(1—12 月)生态输水相关性不显著。其中,2008 年自然年(1—12 月)没有下泄生态水,2009 年(1— 12 月)虽然有输水,但因 2009 年生长季、生长年和前一生长年均没有生态水补给,导致胡杨轮宽指数和树轮δ13C 在 2009 年降至 2000—2015 年的最低值,分别为 0.76 和-27.50‰,较 2003 年分别降低 了 61.18%和 3.14%。(3)根据研究结果,推导出生态输水促进胡杨生长的作用机理:塔里木河下游的生态输水有效抬升了地下水位,改善了胡杨生长的水分环境,提升了胡杨水分利用效率,从而增加光合累积产物,最终促进了树木的生长。但生态输水对地下水埋深、胡杨生长的影响具有滞后 效应,滞后时间约为 1 a。为维持荒漠河岸林的有效恢复与重建,建议塔里木河下游生态输水最好在植物生长季实施。

  • 甘肃省地热流体化学及环境特征和形成年龄分析

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2021-02-13 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 利用大量的地热流体化学成分及环境同位素(δD、δ18O、14C)测试数据,深入分析了隆起山地 构造对流型、沉降盆地传导型地热流体的化学特征及分布规律,进而对地热流体的环境同位素分 布特征及形成年龄进行了梳理总结,得出了明确的结论。结果表明:隆起山地构造对流型地热田 地热流体主要以断裂上升泉的形式出露,分布于西秦岭-祁连造山带,补给来源为当地及周边大气 降水入渗,地热流体形成年龄一般小于 5 000 ~ 30 000 a,水质较好,属“开启型”的地热系统;热储层 岩性、断裂规模及水热循环方式和深度等明显控制着地热流体化学类型、环境同位素特征和形成 年龄。沉降盆地传导型地热田地热流体主要以管井开采的方式出露;热储埋藏深度小于 1 600 m 的 地热井,地热流体补给来源为当地及周边大气降水入渗,形成年龄一般小于 5 000 ~ 30 000 a,水质相对较好,属“半开启-半封闭型”的地热系统;热储埋藏深度介于 1 600 ~ 2 600 m 之间的地热开采 井,主要为地质历史时期逐步形成的“古水”,水化学类型复杂且水质较差,地热流体形成年龄介于30 000 ~ 50 000 a,属“封闭型”的地热系统;热储层岩性、埋藏深度、地下水在岩层中的滞留时间与循 环深度等明显控制着地热流体化学类型、环境同位素富集程度和形成年龄。

  • 祁连山南坡水体氢氧稳定特征研究

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2020-12-17 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 水体氢氧稳定同位素是表征水体运移和水分转化的重要指示剂,可为地区水文循环过程的研究提供判断依据。基于稳定同位素技术,分析祁连山南坡不同水体的氢氧同位素组成特征,探讨其影响因素。结果表明:(1)祁连山南坡不同水体的氢氧稳定同位素特征存在差异,降水的稳定同位素值波动范围大于河水、地下水及冰川融水;(2)河水与地下水稳定同位素关系点接近,两者水力联系较强;(3)研究区冰川融水蒸发线方程为y=6.331x+1.756(n=8,R2=0.98),河水蒸发线方程为y=4.467x-11.716(n=75,R2=0.80),地下水蒸发线方程为y=4.889x-7.481(n=19,R2=0.76),各水体氢氧稳定同位素值之间均具有较好的线性关系,河水与地下水补给源关系较复杂;(4)冰川融水、河水与地下水氢氧稳定同位素的环境效应均不显著,而降水则具有较明显的高程效应、纬度效应和大陆效应。

  • 青海湖沙柳河流域浅层地下水 不同时期补给特征

    分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2020-06-12 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 地下水稳定同位素组成的时空变化特征可以反映不同时期、不同区域地下水补给来源的差异。本文研究了青海湖沙柳河流域浅层地下水氢氧稳定同位素组成的时空变化特征以及地下水、河水与降雨之间的补给关系,并得出如下结论:季风时期,地下水主要受降雨入渗和河流侧向补给为主,在补给过程中蒸发作用是影响地下水稳定同位素值的主要因素;非季风期,冰雪融水对低值区的地下水影响显著,同时降水的快速入渗则是该时期高值区地下水的主要补给方式之一。地下水同位素高值区,地下水与河水间补给作用较弱,补给时间超过5个月;地下水同位素低值区,地下水与河水补给关系较为密切,补给时间在1-4月间。本研究所得结论可初步反映干旱半干旱内陆流域地下水稳定同位素特征以及补给方式的基本规律,在一定程度上可为研究流域地下水及其他水体间的转换提供科学依据,并为地下水资源管理和水环境治理提供一定理论指导。