用氢氧稳定同位素评价闽江河口区地下水输入

通过分析闽江河口区降水、地表水和地下水的氢氧稳定同位素特征,揭示降水的环境同位素效应和地下水的形成演化规律,定量评价河口区多种水体的混合过程及地下水输入量。夏季的降水氢氧同位素组成相对贫化,呈现出降雨量效应。在δ18O与δD关系图上,闽江北岸基岩裂隙水、平原及丘陵区浅层地下水均落在福州降水线上,而南岸平原及丘陵区浅层地下水大部分落在福州降水线右下方,其拟合线与降水线交点与5~9月农灌期降水氢氧同位素加权值接近,表明北岸地下水主要来自降水补给,而南岸地下水同时接受灌溉水和降水补给,并在入渗过程中经历了不同程度的蒸发作用。闽江河口段除接受两岸地下水补给外,局部河段还接受断裂带裂隙水补给。将线性端元混合模型、数字高程模型和地下水文分析法结合起来定量评价地下水的输入和各水体的混合过程,结果显示,在河口段淡水区,地下水混合比率上限为8.8%,其中包括0.4%的断裂带裂隙水;在河口段淡咸水混合区,淡水(河水、地下水)和海水的混合比为53:47,其中地下水的保守混合比率为1.7%;枯水期闽江河口段地下水保守输入量为87.0 m3/s,是闽江径流量的12.8%。     

浅埋煤层开采的矿井水来源判别

以陕北侏罗纪煤田凉水井煤矿为例,研究了浅埋煤层开采涌水量规律,根据煤矿井下水样的氢氧同位素构成,计算了矿井水的来源。该区矿井水接受风化基岩裂隙承压水和萨拉乌苏组潜水的补给,矿井水δD为-70‰,裂隙水δD为-80‰,萨拉乌苏组潜水δD为-67.46‰,由此可以计算出矿井水的补给来源主要是萨拉乌苏组地下水,萨拉乌苏组潜水补给占79.74%,基岩裂隙水补给占20.26%,据此提出该区保水采煤重点是保护萨拉乌苏组地下水含水结构的稳定性。     

喀什平原区地下水氢氧稳定同位素分布特征及意义

为系统研究喀什平原区第四系孔隙水补、径、排条件,搞清地下水资源量和供水潜力,在充分了解水文地质条件基础上,采用对比分析方法,分析喀什平原区地下水稳定同位素(D、~(18)O)特征。研究表明,区内地下水补给主要来自大气降水,部分较低的D、~(18)O同位素组成来自山区贫重同位素冰雪融水及基岩裂隙水的补给。山前冲洪积平原潜水和冲积细土平原承压水分属不同地下水流系统。南部盖孜河地下水多来源于西昆仑高山区,细土平原区部分地下水来源于南部中低山丘陵区。研究区北部克孜勒河地下水来源于西南天山。     

同位素技术在某核废处置场区水文地质条件研究中的应用

本文通过对研究区各类地下水化学成分、水中氢、氧稳定同位素及放射性同位素的研究，区分出浅层地下水（孔隙水）和基岩风化裂隙水。确定了地下水的补给区为排牙山区；地表水、地下水迳流的主要方向为ＳＥ向，同时存在地下水侧向迁移，并以泉的形式补给浅层水和地表水。通过氚的衰变计算及与香港观测站的资料对比，确定了区内地下水的相对年龄，并将其分为３个年龄组：（１）迳流时间最短的地下水，具近期大气降水的氚浓度；（２）相对年龄为２０年左右的浅层地下水；（３）相对年龄大于３０年的低氚水。     

山东莒县地区地下水动态特征及找水模型

山东莒县地区地下水类型分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水和基岩裂隙水4类含水岩组;根据区内长期水质监测孔资料,介绍了地下水水化学特征。采集12件水样进行2H、18O稳定同位素及3H同位素测龄,结果表明浅层地下水受现代大气降水的补给,更新替代速度快。随着区内峤山水库停止放水,引发了水位下降和泉水枯竭的环境地质问题。为合理开发利用本区地下水资源,提出四种找水模型,为找水打井,提供帮助。     

基于氢氧同位素示踪法矿坑水径流过程及补给来源研究

为了探明西南某矿山矿坑水的补给来源及受补给后的地下水径流过程,采用了氢氧同位素示踪法即(2H、18O)及放射性氚(3H)进行分析研究。研究结果发现:矿坑水最终来源于近期大气降水补给,地下水整体径流过程为部分浅层水补给深层承压水,部分深层承压水通过拖顶越流方式补给浅层水,说明矿区因各形态断层的密集发育,原有的砂页岩隔水层部分地段丧失了隔水性能,使地下水含水系统成为统一的含水体。     

矿区流域不同水体同位素时空特征及水循环指示意义

为了探究平朔矿区所在流域不同水体同位素的时空变化规律, 揭示采煤活动下区域水循环规律, 于2020年8月和12月对流域内地表水、地下水和矿井水进行采样, 测试样品的D和18O同位素组成, 并利用贝叶斯混合模型MixSIAR计算了矿井水不同来源的贡献率。结果表明: ①地表水和矿井水δD和δ18O夏季较冬季高; 地下水δD和δ18O季节差异不明显。地表水氢氧同位素值沿程呈增加趋势, 但局部受到矿井水的补给, 出现贫化; 地下水氢氧同位素值沿径流方向呈逐渐增加趋势。②采煤区氢氧同位素值较非采煤区明显增加。受季节效应影响, 在空间分布上8月浅层地下水氢氧同位素高值区域较12月明显增多。③ δ18O与δD关系图表明, 地表水在接受大气降水的补给之后受到了蒸发分馏作用的影响; 浅层地下水的补给源较复杂, 深层地下水由于采煤形成的导水裂隙带受到了浅层地下水和地表水的补给; 矿井水受地表水、浅层地下水和深层地下水的补给。④ MixSIAR模型揭示出深层地下水是矿井水的主要补给来源, 占61.60%~67.20%, 且补给比例冬季大于夏季; 浅层地下水对矿井水的补给存在明显季节差异。     

涞源北盆地地下水氢氧同位素特征及北海泉形成模式

拒马源泉群作为拒马河的源头,受到了较多专家和学者的关注。但这些研究多集中在地下水的水化学、水位动态、泉流量等特征上,对地下水氢氧同位素特征的分析几乎没有,且对北海泉的成因解释多为粗略的定性概述。为了说明涞源北盆地地下水的氢氧同位素特征,详细揭示北海泉的形成模式,首次系统地采集了不同含水岩组的地下水样品,测定了水样的氢氧同位素组分。结果表明:样品点δD和δ18O值均落在区域大气降水线上或附近,大气降水是研究区地下水的主要补给来源;白云岩、灰岩含水岩组高程效应较明显,径流途径长,松散含水层径流途径短,受蒸发作用较强;白云岩、灰岩含水岩组和松散含水层氘盈余d值分别为6.0‰～11.6‰、4.2‰～11.2‰、3.8‰～8.0‰,较大气降水大部分偏小,表明岩溶水和松散孔隙水经历了不同的流动过程;白云岩、灰岩含水岩组从补给区向排泄区各自流动过程中,在小西庄、香炉屯村附近断裂带发生沟通混合,然后在向盆地中心径流过程中受断层阻水上升,上升过程中又接受了松散孔隙水的补给,最后在松散岩层中出露成泉,形成北海泉。在孔隙水混入前,两者的平均补给比例大约为48.4%～57.6%和42.4%～51.6%。     

第二松花江流域地表水与地下水相互关系

通过野外采样和室内分析,采用稳定氢氧同位素和水化学相结合的方法,研究了第二松花江地表水和地下水的相互关系。地表水和地下水中稳定氢氧同位素（δD,δ18O）空间差异明显,上游水体中同位素最贫化,下游最富集。水化学类型从长白山源区的Na-HCO₃型,演化成Ca-Mg-HCO₃型;而在人类活动的影响下,向Ca（Mg）-Cl（SO₄）演化。运用端元法定量计算了地表水与地下水的相互转换比例,上游山区深层地下水接受江水和浅层地下水的补给,浅层地下水补给比例占50%左右;下游平原区浅层地下水补给江水,补给比例占20%左右。研究结果可为综合利用地表水和地下水、促进水资源的可持续利用提供理论基础。     

用氢氧稳定同位素揭示闽江河口区河水、地下水和海水的相互作用

为了揭示闽江河口两岸的地下水形成演化规律以及河口区河水、地下水和海水的相互作用, 分别于2009年枯水期(10至11月)和2010年丰水期(7至8月), 在闽江河口区采集了河水、地下水和海水样品, 测定了水样的氢氧稳定同位素组成和盐度。研究结果表明: (1)闽江河口两岸的浅层地下水主要接受降水补给, 北岸地下水还接受山区基岩裂隙水补给, 南岸浅层地下水在枯水期还接受经过蒸发作用的灌溉水补给; (2)闽江河口区, 枯、丰水期河水与地下水的补排关系始终表现为地下水补给河水, 枯水期南岸地下水在河口混合中的贡献明显增大; (3)海岸带含水层基本上不存在海水入侵, 仅局部含水层有微弱的海水入侵迹象; (4)丰水期和枯水期的淡咸水混合带在河口中的位置和混合类型存在明显差异。     

沧州小山地区地下水的补给研究

本文在位于沧州东部的小山地区采集了9口开采井的D、18O稳定同位素及水化学分析样品。D、18O特征值表明该区浅层地下水来自全新世补给,而深层地下水则来自晚更新世冰期补给。Br-/Cl-比值也说明了浅、深层地下水补给环境的不同,前者为现代滨海环境,后者为内陆环境。地下水中F-、I-值的变化反映了浅层水的F-、I-均来自大气降水输入,而深层古水由于滞留时间长,F-来自含水层中的矿物溶解,I-来自有机物质的分解。     

基于环境同位素法对衡水湖区域地下水循环演化特征研究

衡水湖位于河北省冀枣衡漏斗区西部。为客观认识该地区地下水的循环模式及人类开发利用对地下水循环的影响,根据环境同位素标记性和计时性特点对其进行分析研究,利用D、18O、T环境同位素方法对冀州市衡水湖一带第四系地下水的循环模式进行研究,初步判定该区域地下水补给运移及地下水的循环演化特征。研究结果表明:该区域地下水划分为两种地下水类型,第Ⅰ含水组为"新水",主要接受降水和地表水的补给;第Ⅱ、Ⅲ含水组为"老水",除接受侧向补给外,还接受上层浅水的越流补给;人工超采地下水改变了地下水循环演化特征以及地下水中D、18O、T的同位素组成,增大了地下水遭受污染的风险。     

山西省汾河灌区地下水系统分析

本文运用有关地下水系统理论，对山西省汾河灌区地下水资源作系统分析。灌区水资源系统由地表水系统与地下水系统构成。地下水系统具有双层含水结构；浅层潜水——承压水系统和中层承压水系统。由于含水系统本身特点及人工开采影响，浅层水对中层地下水垂直越流补给。地下水属松散孔隙水。地下水运动以全向为主，水平运动为辅。     

北京市城近郊区地下水的环境同位素研究

应用环境同位素方法,研究北京城近郊区地下水演化规律。沿北京市永定河冲洪积扇地下水流动方向取样15组(D、18O、T、14C及全分析),对所取水样进行D、18O、T、14C分析,并确定地下水同位素年龄。运用地下水14C和T含量在垂向和水平方向变化的结果,验证了地下水的流向并计算了地下水的流速变化范围为5·02~62·63m/a,从山前至平原浅层地下水径流速度逐渐变小,反映了地下水水平径流强度逐渐减弱,地下水交替逐渐变差;浅层孔隙水以垂向交替为主,深层孔隙水以水平径流为主。对地下水D、18O之间的关系进行分析,从而判断地下水的补给来源等。     

黑河流域地下水循环演化规律研究

大量野外调查研究表明，气候变化和人类活动对黑河流域地下水循环和更新演变具有重要影响；平原区浅层地下水主要是现代水补给，35％来自祁连山区基岩裂隙水通过地表径流转化补给，其他是降水和冰雪融水在山前戈壁带入渗补给，具有较强的更新能力；深层承压水主要形成于地质历史时期区域性补给，与现代水循环有联系；中游区人类活动是造成下游区地下水补给能力减弱、地下水水位持续下降和生态环境退化的重要因素。因此强化中游区人类活动的科学调控，是实现黑河流域地下水可持续利用和下游区生态环境有效保护的关键。     

济南泉域浅层地下水水化学同位素研究

文章系统地分析了济南泉域浅层地下水(第四系孔隙水)和地表水的水化学成分和氢氧稳定同位素,并结合当地地形和水文条件,研究了不同地段浅层地下水和地表水的不同补给来源,揭示了浅层地下水与岩溶水的水力联系,得出浅层地下水在市区和东郊以降水入渗补给为主;在西郊和平安店则以岩溶水顶托补给和地表水(河水和水库水)入渗补给为主、当地降水入渗为辅的结论。为保护泉水、优化泉域内地下水开采方案提供了重要依据。     

华北东部平原地下水垂向循环的水化学与同位素标示

在华北平原东部,选择典型地区(地调局衡水水文地质科学试验场),开展不同层位的抽水试验工作,在充分分析研究区水文地质条件的基础上,揭示在抽水试验过程中不同层位、不同时间的地下水的水化学和同位素组成,探索地下水垂向循环特征。研究表明:研究区地下水划分为三种地下水类型,随地下水埋藏深度的增加,水质逐渐变好,地下水溶解性总固体减小,硬度降低,具有垂向分带性。第Ⅰ含水组为现代水,由大气降水补给,第Ⅱ、Ⅲ含水组为现代水与古水的混合水,水力联系密切,有浅层地下水的越流补给;第Ⅳ、Ⅴ含水组为古水,水力联系不如前者密切,没有上部含水层发生越流补给;第Ⅲ、Ⅳ含水层没有水力联系。     

山东省汶泗河冲洪积平原地下水污染评价与安全供水对策

在对汶泗河冲洪积平原水文地质条件和污染源现状进行阐述的基础上,对不同含水岩组无机组分指标进行了分析,表明浅层孔隙水和部分地区岩溶裂隙水无机组分含量大幅增高,深层孔隙水无机物含量则变化不大。在有机污染方面,浅层孔隙水有机物检出率26.8%,但含量很低,远未达到饮用水标准限值;岩溶裂隙水有机物检出率46.7%,检出率相对较高,局部地段有机物超标;深层孔隙水有机物基本未检出。该区地下水污染评价结果表明,浅层孔隙水和岩溶裂隙水无机污染呈面状污染特征,且污染程度较重,而有机污染则呈现点状污染特征,且污染程度总体较轻。对研究区地下水污染现状,提出了地下水安全供水对策。     

渭河平原地下水分布特征与环境同位素研究——以白杨水源地为例

白杨水源地座落在渭河下游重镇——渭南市西北约5km处，为渭河冲积平原的一部分。区内第四纪松散堆积物巨厚，地形平坦，降水充沛，地表水丰富，为地下水储存提供了良好的空间。按含水介质的埋藏条件可划分为潜水、浅层承压水、中层承压水和深层承压水4个含水岩组。为了进一步研究地下水的补给形成机制、储存运移过程、排泄开采条件，本文结合环境同位素（包括14C、13C、3H、D和18O）对水源地地下水年龄、地下水运动速率以及一些水文地质参数进行研究和探讨。而同位素测定表明：水源地潜水为现代水，3H含量较高，河水补给量占1/2     

北京市平原区地下水循环特征的同位素研究

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^14C的测年技术确定了地下水年龄;利用D和18^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、潮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。