黑河流域中游盆地地下水补给机理分析

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1、第29卷第2期中国沙漠Vol.29No.22009年3月JOURNALOFDESERTRESEARCHMar.2009文章编号:10002694X(2009)0220370206黑河流域中游盆地地下水补给机理分析12张应华,仵彦卿(1.中国科学院地理科学与资源研究所,陆地水循环及地表过程重点实验室,北京100101;2.上海交通大学环境科学与工程学院,上海200240)摘要:分析地下水水循环机理是有效评价地下水资源量和合理开发利用地下水资源的前提。对此,利用皮帕尔(Piper)图解法分析地下水的水化学特征类型,结合区域

2、构造水文地质和环境同位素,分析黑河中游盆地内不同地区的地下水补给机理。结果表明,位于黑河较上游地区两个相邻山前冲洪积扇之间的地下水水力联系微弱,分别来自于不同的补给来源;不同区域的黑河沿岸地区,受地理地形控制,地下水补给来源存在显著差异;以榆木山隆起相隔离的张掖盆地和酒泉盆地,地下水水化学特征和同位素存在显著差异,处于不同的地下水补给单元;利用放射性同位素氚含量,初步估算出不同地区地下水的更新期,其地下水年龄均低于32a。为合理开发利用黑河中游地下水资源、保护脆弱的生态环境提供科学依据。关键词:黑河;水化学;同位素;地

3、下水中图分类号:P641文献标识码:A[3-5][6][7-8]黑河流域位于河西走廊中部,是我国第二大内水化学、数值模拟和同位素等方法进行陆河流域,地处青藏高原向蒙古高原的过渡带上,水研究。笔者试图综合利用水文地质、地下水流场、水资源十分缺乏。流域大部分属干旱气候区,仅南部化学和环境同位素分析等方法,研究中游盆地地下祁连山地较为湿润,形成沿青藏高原北缘分布的祁水补给机理,为地下水资源的合理利用和生态环境连山2黑河流域绿洲带。在干旱的气候大背景下,由的保护提供科学依据。于黑河内陆河流域四周为高山高原的地理环境所围1区域构

4、造、水文地质背景绕,山地和盆地相间,形成了我国西北干旱区地形地貌独特的内陆河流域和独具特色的水循环系统。当黑河中游盆地夹于合黎山、龙首山和祁连山之地表水从出山口进入到山前中游盆地,与地下水转间,盆地南端为晚近地质构造作用强烈隆升的祁连化频繁,在人类活动条件下,中游引水工程、地下水山区,南缘与祁连山多为断层相接,北缘也为隆升的抽取及农业灌溉等改变了地下水的补给条件,使得合黎山地,基底为新第三纪或白垩纪的基岩。中新流域地表水2地下水的转化更加复杂。近年来,由于生代以来,构造运动时期的强烈差异性断块运动,导中游人口的迅速增加

5、,水资源的不合理开发利用,以致一系列北西、北西西和近东西向大断裂以及沿断及在全球变化和强烈的人类活动叠加作用下,流域裂所产生的断块分异,将黑河干流中游地区分割成生态与环境出现不同程度地退化,致使整个流域的两个规模不等的构造2地貌盆地:东半部为张掖盆水资源供需和中游2下游水资源分配等矛盾日益突地,西半部为酒泉东盆地,两者以榆木山为界。盆地出。解决矛盾的关键是在保护流域生态安全的条件南缘与祁连山为隐伏断层接触,这个压断性断裂带下,有效地进行水资源合理开发利用、预测自然和人连同祁连山北麓中新生界褶皱构成一条阻水屏障,类活动影

6、响下的水资源与环境变化。因此,有必要使祁连山区的地下水径流很难直接进入盆地;盆地深入研究地表水和地下水相互作用的途径、方式、水北缘和东侧与山体也多为断层接触,地质构造上具量交换以及水环境的变化等,探讨地下水强力开采有山前拗陷或山间断陷盆地性质。的中游盆地内地下水的补给来源及补给机理,最终盆地内沉积了很厚的第四系松散沉积物,是地下实现科学合理的开发利用地下水资源,抑制盆地内水赋存的良好天然场所。相互叠置的大型洪积扇是植被生态环境进一步恶化。针对地表水与地下水之盆地地貌的基本构架,构成扇形砾石平原与细土平原[1-2]间相互

7、转化关系,国内外学者常通过现场观测、两大地貌单元,自山前至盆地内部沉积物颗粒渐细,收稿日期:2007211227;改回日期:2008202228基金项目:国家重点基础研究发展计划项目(2009CB421305);知识创新工程领域前沿项目(O7V70020SZ)资助作者简介:张应华(1977—),男(汉族),河南上蔡人,助研,主要从事同位素示踪与污染控制研究。Email:zhangyinghua@igsnrr.ac.cn;yinghuazhang@126.com第2期张应华等:黑河流域中游盆地地下水补给机理分析371由陡

8、倾斜的砾石平原渐变为缓倾斜的细土平原,具有土平原带运动,随着含水层导水性的变弱,径流强度山前平原的“相带”规律。受构造2地貌的制约,第四递减,主要含水层的水交替大体在扇形砾石平原以系岩相、岩性都很复杂,即使同一个相带,由于水流的“入渗2径流”为主要形式,在细土平原以“入渗2蒸大小和分选的不同,也造成水文地质的千差万别。发”为主导作