黑河流域水循环过程中地下水同位素特征及补给效应

《黑河流域水循环过程中地下水同位素特征及补给效应》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第20卷第5期地球科学进展Vol.20No.52005年5月ADVANCESINEARTHSCIENCEMay.，2005文章编号：1001-8166（2005）05-0511-09*黑河流域水循环过程中地下水同位素特征及补给效应1112张光辉，聂振龙，王金哲，程旭学（1.中国地质科学院水文地质环境地质研究所，河北石家庄050061；2.甘肃省地勘局水文地质工程地质勘察院，甘肃张掖734000）摘要：通过环境同位素及其Tamers、IAEA模型应用研究表明，黑河流域水循环过程中地下水同位素特征与补给源属性和数量密

2、切相关，具有非均一性；东部以山区降水通过出山地表径流补给为主，西部冰川雪融水和山区基岩裂隙水是主要补给源，下游区依赖中游区河水下泄状况，蒸发特征明显。东部同位素较新且地下水更新较快，西部同位素较老且地下水更新较慢；祁连山前戈壁带地下水同位素与山区河水相近，细土平原带地下水补给河水；高台一带受酒泉低氚值地下水补给影响而河水和地下水氚值都偏低；近河道带地下水年龄较新，远离河道则较老。因此，充分利用地下水与地表水之间转化规律，联合优化调控，有利于该区地下水资源可持续利用。关键词：黑河流域；地下水；转化过程；同位素特征；

3、非均一性中图分类号：P641.2文献标识码：A西北内陆黑河流域平原是典型的干旱地区，其成。但是，补给源的组成特征及其时空变化规律仍［6～9］地下水主要依赖祁连山区出山地表径流补给，包括然是一个前沿课题。冰川雪融水、降水和基岩裂隙水（基流）补给。自祁祁连山区各种水源成因及其在黑河流域时空再连山区至额济纳盆地，地下水同位素特征反映了它分配，受地面高程、气温和多源混合作用及流程衰变与地表水之间相互转化和补给非均一性。这一研究时效性等影响，各水源原固有的同位素特征在径流对该区水资源可持续利用具有重要意义。途径中发生变化，

4、水的同位素变化真实地记录了它［1］［2］丁永建等、张杰等阐明了近40年以来黑们过去的经历，包括水中放射性同位素氚的衰［3］［10］河流域降水时空变化特征。陈仁升等和蓝永超变。由于水的同位素直接参与整个水循环过程，［4］等阐述了黑河流域中游区地下水和出山地表径以致其成为示踪地表水—地下水间转化过程的较理［5］流量变化规律。王根绪等揭示了近50年以来黑想标记。在过去20年，同位素示踪技术广泛应用于河流域水文变化与生态环境之间的关系。张光辉研究水的起源、年龄和流动途径，并在利用各种测年［6，7］等开展了黑河流域水循环过

5、程与地下水形成模技术确定水的年龄方面取得新进展。对于干旱区水［8］式研究。武选民等应用环境同位素阐述了黑河资源问题，国际原子能机构出版了《利用同位素评流域下游区地下水补给问题。前人研究结果显价缺水地区地下水的更新性》（IAEA，2001），详细介［8］示，祁连山山前平原浅层地下水70％～80％来自绍了在干旱区利用同位素研究水循环更新的方法和［10］山区地表径流补给，下游段细土平原65％～90％的可行性。地表水是山前平原地下水通过溢出带泉水排泄形氚是氢元素的一种放射性同位素，氚原子生成*收稿日期：2004-04-1

6、9；修回日期：2004-09-28.*基金项目：国土资源部重点基础研究项目“西北内流盆地水循环规律与地下水资源形成演化模式”（编号：200010301）；国家自然科学基金项目“人类活动对干旱区地下水循环变异影响阈识别”（编号：40472126）资助．作者简介：张光辉（1959-），男，辽宁沈阳人，研究员，长期从事区域水循环演化规律和地下水可持续利用问题研究．E-mail：huanjing＠heinfo.net512地球科学进展第20卷后即同大气中的氧原子化合生成HTO水分子，成为了较好条件。天然水的一部分，参与水

7、循环，成为追踪各种水文过1自然环境与补给条件程的一种理想示踪剂，而且氚的放射性具有计时功能，以致成为一种测年技术手段。氚的半衰期为1.1自然环境12.34年。20世纪50年代开始的人工核试验，为研黑河流域南以祁连山为界，北与蒙古国接壤，究水循环演化提供了区域性标记层，1963年降水中东、西分别与石羊河和疏勒河流域相邻，地理坐标为氚含量可达6000TU。核爆过后，呈指数衰减，包括37°45′～42°40′N、97°05′～102°00′E，流域面积4242纬度效应、高程效应、季节效应和雨量效应等。黑河14.3×10

8、km，其中平原区5×10km，近60％的流域南湿北干、北低南高的气候和地势条件，为应用区域为基岩山地、戈壁及沙漠覆盖区（图1）。同位素技术识别地表水与地下水之间转化过程提供黑河流域的上游为祁连山区，是指黑河出山口图1黑河流域研究区及采样点布置图Fig.1DistributionofresearchregionandsampleplaceinHeiheRiverBasin1