北京市平原区地下水循环特征的同位素研究

《北京市平原区地下水循环特征的同位素研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2013V01．8No．1邢国章等：北京市平原区地下水循环特征的同位素研究第8卷第1期北京市平原区地下水循环特征的同位素研究邢国章1，王立发1，袁春鸿2，王小冬(1．北京市地质工程勘察院，北京100048；2．山东地矿工程勘察院，山东济南250014)摘要：同位素技术是研究区域地下水循环规律的主要手段之一。本文对平原区地下水进行了取样分析，运用同位素技术并结合水文地质条件，研究了北京市平原区地下水循环演化规律。运用3H和“C的测年技术确定了地下水年龄；利用D和”O关系曲线探讨了地下水的起源；按照是否积极参加了现代水循环的原则将第四系地下水划分为浅层水和深层水；对浅层水和深层水的更新状况进行

2、了研究。研究表明，浅层水广泛分布于北京平原区，径流条件好，更新快；深层水主要分布于永定河．湖白河冲洪积扇下部及冲洪积平原的深部地区，补给条件相对差，与现代大气降水联系弱，径流条件差，更新慢。关键词：北京平原区；同位素；地下水年龄；更新速率；地下水循环中图分类号：P641．2文献标识码：A文章编号：1007—1903(2013)01—0023—050引言同位素技术作为核科学技术和平利用的重要内容，在确定地下水来源及组成、揭示含水层之间的水力联系、示踪天然水运动具有重要作用”‘3J，尤其在定量评价地下水更新速率及年龄等方面具有独特作用。同位素分析技术已成为水文学和水文地质学的现代研究方法之一H

3、。近20多年来，我国已将环境同位素技术大量地、成功地应用于研究区域地下水循环规律。如关秉刽副等(1985)利用3H、14C、13C探讨了北京地区地下水运动规律：刘存富等【6’7’81(1990，1993，1997)在华北地区开展了地下水年龄、古补给和古流向研究；张之淦等一1(1987)利用同位素技术研究了河北平原第四系地下水年龄、水流系统：陈宗宇等”o，”’在华北平原利用同位素技术开展了古补给和古气候信息研究。李向全”引等运用构造控水分析、水化学同位素等方法，对宁南“南北古脊梁”岩溶裂隙水系统进行了深入的研究与分析，基本查明了岩溶水的循环特征。聂振龙”驯(2004)应用同位素与水化学方法对

4、黑河干流中游盆地地下水循环及更新性研究进行了探索性研究。作为北京地下水研究的重要基础性工作，研究平原区地下水的循环演化特征，对指导地下水的合理开发利用、有效保护具有重要的意义。本文运用同位素技术研究了北京平原区地下水一一主要是第四系地下水循环演化特征。1研究区概况北京平原区位于华北平原区东北端，面积6032km2，地理位置为北纬39。307～40。307，东经115。457～l17。10’。地形西北高、东南低，西部和北部为太行山脉和燕山山脉。气候属暖温带半湿润半干旱大陆性季风气候，多年平均降水量600mm左右。北京平原主要由永定河、温榆河、潮白河、蓟运河、拒马河五大河流冲、洪积作用形成的冲

5、洪积扇组成。第四系孔隙水赋存于各冲洪积扇的卵砾石、砂含水层中，具有冲洪积扇地下水赋存的一般规律：从山前向平原，沉积物的颗粒由大变小，含水层结构由单一转变为多层，渗透性和含水层富水性逐渐减少。北京平原地下水主要接受大气降水入渗、山区侧向流入、河流和灌溉入渗补给，其中，大气降水是主要的补给来源：天然条件下，地下水主要消耗于蒸发和侧向流出，蒸发主要发生于潜水埋深小于4m的区域，目前人工开采已经成为其主要排泄方式；地下水径流方向基本与地貌变化方向一致，由山前向平原，由北西流向南东，径流强度逐渐减弱，在漏斗分布区地下水流场发生有一定变化。作者简介：邢国璋(1979一)，男，硕士，主要从事地下水数值模

6、拟和地下水调蓄研究。Email：xgz0914@sina．com。2013第8卷第1期分析研究V01．8No．12样品采集及测试2003～2005年在北京市平原区进行了同位素取样，共45组，主要采集第四系松散孔隙水，另有少量基岩裂隙水，取样位置为永定河与潮白河冲洪积扇轴部地带。测试工作由中国地震局地质研究所国家重点实验室完成，O同位素利用C02平衡方法分析精度0．2‰；H同位素利用锌还原方法，分析精度2％0，通过质谱测定以SMOW$示准表示。“C采用Quantulus一1220(LKB)低本底液闪仪测量，半衰期采用5568年。3样品年龄计算及确定地下水的年龄利用3H和14C的通用测年技术计

7、算获得。地下水的3H年龄通过FLOWPC3．1程序(MaloszewskiandZuber，1996)来定量估算，模型为指数活塞混合模型，模型参数，7采用迭代拟合法确定。¨C年龄根据公式t=-一82671n似样伪o)计算，其中t是距今的年龄(aBP)，A样是测试的总溶解无机碳的”C含量，A。是补给时初始总溶解无机碳的MC含量。在测年中使用华北平原普遍采用的13C混合模型结果作为14C校正年龄的最终结果。综合本次同位素测试