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.     

四川若尔盖湿地国家级自然保护区水体氢氧同位素与水化学特征

【目的】了解若尔盖湿地国家级自然保护区水环境特征、水体补给关系,为合理保护和改善湿地水生态环境提供理论参考。【方法】采用液态水/水汽同位素分析仪测定了氢氧稳定同位素丰度,通过离子色谱仪测定八大离子水化学特征指标,对若尔盖湿地国家级自然保护区不同水体(降水、河水、沼泽水、地下水)的化学参数和氢氧稳定同位素[(δ(D)和δ(¹⁸O)]进行分析,研究该区域水化学类型和同位素空间分布特征,探讨了其形成原因和环境意义。【结果】①湖泊水体、黑河及其入沼泽水体、出沼泽水体的主要化学类型都为$HCO_{3}^{-}$-Ca型(重碳酸钙型水);②若尔盖夏季“大气水线”为δ(D) = 8.28 δ(¹⁸O)+13.86,说明受局地水汽、二次蒸发影响小,但蒸发强烈。偏小的δ(¹⁸O)和δ(D)值,反映了雨季受海洋性暖湿气团的影响,降水集中且丰沛,重同位素沿途受雨水冲刷作用较强的特点。HYSPLIT模拟结果证明若尔盖夏季水汽来源于平稳的西风带,受西风环流控制;③降水是其他水体(河水、沼泽水、地下水)最初始的补给来源;河水斜率与沼泽水斜率相近,趋近平行,说明二者的补给关系最为频繁和密切,其中沼泽水接受黑河的支流——果曲、津曲、阿蒙曲、德纳的补给,而黑河的干流与沼泽则是交汇补给。【结论】若尔盖各水体水化学特征主要受流域水岩作用所调控,水体氢氧稳定同位素特征揭示了流域降水、蒸发、大气环流及水文循环过程。     

飞凤山处置场地下水水化学、氢氧稳定同位素特征及其指示意义

飞凤山低中放固体废物处置场是中国西南地区极为重要的核废料处置场。处置场位于四川省北部山区,地层是一套志留系泥页岩,属于传统意义上的低渗透性岩类,但处置场地下水特征与低渗透性岩类中地下水活动规律不符。为了研究处置场地下水特征与补排关系,通过现场调查、取样分析等手段,测定处置场及其周边地下水的化学特征及同位素,分析地下水补给、径流、排泄关系,掌握地下水的基本规律。研究表明:飞凤山处置场地下水化学类型主要为HCO_3-Ca型,处置场降水井地下水化学类型为HCO_3~-(K+Na)·Ca;研究区氢氧同位素数据表明飞凤山地区凉水井一带及处置场T06取样点附近受降雨直接快速补给,其他区域大气降水入渗地下过程中一定程度受到了蒸发作用的影响;处置场降水井地下水来源虽然是大气降雨,但其补给高程较其他区域更高,且径流通道是处置场SE-NW方向的裂隙密集带。在区域及处置场范围,存在一种地下水通过裂隙密集带径流补给的形式,从而形成了处置场降水井附近的远源补给。     

氢氧同位素对淮南潘集矿区地下水的指示作用

地下水是淮南潘集矿区的重要水源,为了查清淮南潘集矿区各含水层组相互关系,分别在孔隙、裂隙含水层组中相应的长观孔、水源井及井下出水点取水样测试氢氧同位素。结合淮北平原现代水和古水分界线,利用氢氧同位素针对性地分析孔隙水和裂隙水受采煤活动的影响。分析结果表明:天然状态下,潘集矿区深部水、煤系水、太灰水和奥灰水都属于古水;在开采影响下,开采区域深部水接受浅部水和地表水补给,部分煤系水接受上覆现代水补给;潘集矿区新生界浅部水和奥灰水发生了δ~(18)O漂移,潘北矿存在明显的δD漂移。     

小流域降雨径流的泥沙测验分析比较

降雨径流导致的水体流失,会将地面当中含有的碳化合物和处于溶解状态的氮连同泥沙等物质一起冲刷走,不仅会降低地表原有的肥力,更能够让附近的受纳水体收到程度不同的污染。不同的地区存在着不同的治理标准,其当前的治理程度也存在差异,因此在判断降雨径流对水土流失的影响方面也存在难度。本文为了为其它的小流域的水土流失治理提供可借鉴的依据,分析和探讨了不同程度的小流域治理对降低径流拦蓄泥沙的效益和功用,同时结合了某省的小流域A和小流域B的对比实例,测验并研究了不同程度治理情况下的降雨径流泥沙问题,希望能够为有关人士和单位提供有益的参考。     

雾水和降水的氢氧稳定同位素差异及其影响因素

为深入分析不同陆地系统中雾水和降水的氢氧稳定同位素差异及其主要影响因素,在全球尺度下搜集了雾水和降水的氢氧稳定同位素数据,统计分析了不同地区雾水和降水的氢氧稳定同位素特征及二者差异的显著性。结合雾水的lc-excess值,分类讨论并揭示了同位素差异的主要形成原因及其与雾发生类型的关系。结果表明:整体上,雾水比降水更富集重同位素, δ 2H和 δ 18O的差值分别在10‰~60‰和1.2‰~5.5‰之间。根据雾水lc-excess的特征,各地区雾水和降水氢氧稳定同位素差异可分为3类:lc-excess值近似为0,雾水分布在LMWL的95%置信区间内;lc-excess值大于0,雾水分布在LMWL上方;lc-excess值小于0,雾水分布在LMWL下方;这3类差异的主导因素分别为水汽来源、凝结温度、环境湿度。因地形雾、辐射雾、平流雾对应的水汽条件和冷凝过程不同,因此三者与降水的同位素差异也不同:地形雾与降水的同位素无显著差异;辐射雾与降水的同位素组成差异较大,雾水中重同位素明显富集;平流雾与降水的同位素组成重叠区域较小,雾水中的重同位素明显更加富集。     

中国东部温泉水和井水的氢氧同位素初步研究

对安徽、山东、辽宁的几处温泉水和井水的氧和氢同位素进行了对比研究,发现温泉水的氧和氢同位素值都低于井水的氧和氢同位素值。温泉水和井水的氧和氢同位素值都落在大气降水线附近,与Craig所作的大气降水线较为吻合。这一结果说明该地区温泉水和井水的补给源都来自大气降水。温泉水的δ~(18)O值变化范围很小,说明δ~(18)O值可能受该地区地质构造控制。温泉水和井水氧和氢同位素值具有明显的纬度效应,它们的氧和氢同位素值随纬度的增大而增加。     

北疆大气降水水汽源识别及其对地下水补给的指示意义

 大气降水是水循环的输入项,其同位素特征是示踪水汽来源及运动路径的有效工具。利用北疆4个大气降水观测站的同位素数据,结合HYSPLIT模式,重点分析了北疆大气降水同位素特征。区域大气降水线方程δD=7.3δ¹⁸O+3.5,反映了新疆独特的干旱气候环境。受不同降水水汽来源影响,天山及阿勒泰2个地区降水同位素特征表现不同。天山地区受西风带水汽季节性漂移的影响,氘盈余夏季低冬季高,成“V”型;阿勒泰地区常年受北冰洋水汽影响,氘盈余年内变幅不明显。尽管δ¹⁸O均表现为夏季富集、冬季贫化,但多年均值差异明显,该差异也使得利用同位素确定地下水补给来源成为可能。准东盆地东天山附近地下水主要受到来自东天山的大气降水补给,而北侧自流区地下水同位素相对贫化,与阿勒泰站大气降水同位素及氘盈余特征相似,结合地形、水文地质条件等特征,认为该区主要受克拉美丽山大气降水补给。     

真空蒸馏提取与原位采集对土壤水氢氧稳定同位素值比值的影响

为了研究不同采样方法对采集的土壤水氢氧稳定同位素比值的影响,设计了室内降水入渗模拟试验,收集土柱底部出流水、土壤溶液采样器原位采集10cm、40cm、70cm、100cm处的土壤水,在相同层位采集土壤样品并采用真空蒸馏法提取土壤水。通过样品的氢氧稳定同位素比值对比分析可知,降水入渗干燥的土壤过程中土颗粒优先吸附轻同位素,第一个收集的水分具有最正的氢氧稳定同位素比值;真空蒸馏法提取的土壤水是土壤吸湿水和入渗水分的混合,土壤溶液采样器原位采集的土壤水代表土壤中流动的水分,此水分是土壤中可被有效利用的水分。     

北京校园区降雨径流产污特性及其对水环境的影响

城市降雨径流产生的非点源污染是城市水污染的重要来源。该文以北京清华大学校园区为例,研究校园区的降雨径流污染特征及其对水体环境的影响。选取校园内道路、屋顶和绿地等不同的下垫面类型,采用天然降雨径流取样和人工降雨实验相结合的方式,对降雨径流的水质进行了化验分析,得到不同下垫面的降雨径流水质特性。结果表明:屋顶和道路径流以氮素污染为主,绿地径流以总磷TP和化学需氧量COD污染为主;通过降雨前后河道水质检测,分析了地表径流对河流水体环境质量的影响;最后对比分析了绿化屋顶和普通屋顶的径流水质表明,绿化屋顶具有较好的减污效果。     

皖北矿区煤层底板岩溶水氢氧稳定同位素特征

对皖北矿区主要含水层的氢氧稳定同位素进行了测试与分析,岩溶含水层中太原组石灰岩岩溶裂隙水(简称"太灰水")δ(18O)均值为-8.69‰,δD均值为-68.64‰,奥陶系石灰岩裂隙溶隙水(简称"奥灰水")δ(18O)均值为-8.47‰,δD均值为-70.10‰。指出了该矿区地表水、新生界松散层类第4层含水层(简称"四含水")、煤系砂岩水、太灰水、奥灰水氢氧稳定同位素一般特征。同时根据太灰水和奥灰水氢氧稳定同位素组成,着重分析了底板岩溶水的补给环境与径流环境以及岩溶水与其它含水层之间的联系。     

长白山天池水系常量离子和氢氧同位素地球化学示踪

采集天池火山区的温泉水、地下水和地表水,进行了常量离子和氢氧同位素指标测试,进行了水体来源分析。结果发现:1水体的氢氧同位素数据表明各类水体均来源于大气降水;2温泉水的氚含量指示其年龄为50~60年;3各类水体中离子含量和氚含量的变化特征表明天池火山区的温泉水主要汇入天池水和北坡水系之中,仅有少量进入西坡和南坡水系,天池火山区地下水呈现出由南向北运移的特点。     

用碳氧同位素对沱沱河盆地古近纪及新近纪早期气候变化的研究

鉴于目前对位于青藏高原上的沱沱河盆地研究不多,作者试用碳氧同位素比值的方法研究该地区新生代的始新世到中中新世这一时段内的气候环境变化情况.经过数据计算、图解和分析表明,沱沱河盆地从始新世到中中新世的气候环境变化可划分为两个阶段,即始新世-渐新世的炎热干燥气候期和中中新世的温暖湿润气候期.此研究结果将为进一步研究该地区的古环境变化提供依据.     

汉丹江流域水土流失特点及分布规律——以丹凤县陈家沟小流域为例

目的 为汉丹江典型小流域水土流失综合治理提供理论依据.方法 在对历史资料及数据分析的基础上,以南水北调中线水源区汉丹江流域丹凤县陈家沟小流域为典型案例进行分析.结果 陈家沟小流域水土流失以水力侵蚀为主,多发生在坡耕地和疏幼林区,水土流失随季节的变化呈现夏秋多、冬春少的时间变化规律,随着海拔高度的变化呈现垂向空间变化规律.结论 应采取以生态修复措施、工程措施和封育措施为主的水土流失治理措施.     

西藏雅鲁藏布江水质时空特征分析

通过对雅鲁藏布江的水质分析发现,在6～10月,溶氧值低、水温较高、12月～次年2月高,溶氧值高、水温较低、8月悬浮物含量高;下游较中游的pH值和悬浮物含量低.拉孜、怒各沙和羊村水质属于Ⅲ类,曲水、米林和怒下河段为II类水.检测水质除雅鲁藏布江上游的拉孜、怒各沙和中下游的羊村水质属于Ⅲ类外,其它河段为II类水.雅鲁藏布江下游水质符合渔业水质标准,但雅鲁藏布江干流中上游江段Cu含量、整个干流8月份的水体悬浮物含量超出渔业水质标准.     

铁碳体系析氢与吸氧反应过程净化废水机理的研究

通过实验证实了析氢与吸氧反应的存在,并针对特定的废水确定了各自的最佳处理条件.同时还对析氢反应和吸氧反应各自占优势时的处理效果与两者优势相当时的处理效果进行了比较分析,认为不论是哪种反应占优势,还是两者并存,都能产生较好的处理效果,只是针对不同的废水可能应有所偏重.     

高放废物处置库因格井预选区水化学—同位素分析

因格井坳陷是中国高放废物地质处置库黏土岩重要预选场址之一。选取研究区19组水样作为研究对象,利用Piper三线图和Gibbs图等方法,探讨该区域的地下水化学特征和氢氧同位素特征,主要结论是:研究区的地表水和地下水的水化学类型主要是Cl-SO_4-Na-Ca型或Cl-SO_4-Na型,水化学类型差别不大;pH大多落在7~9之间,TDS值均小于100 g·L~(-1),两者符合中国黏土岩选址的基本标准;地下水主要接受大气降水的补给,地表水的补给作用不明显,初步认为,就水文地质条件而言,因格井坳陷预选区适合建造高放废物处置库。