应用氚和14C方法确定柴达木盆地诺木洪地区地下水年龄

以柴达木盆地的诺木洪为研究区,利用氚与¹⁴C方法计算了当地各水体的年龄,分析地下水年龄分布特征及其可更新能力。结果表明：山区至冲洪积扇中部地下水年龄为15~18 a,为1952年之后补给的现代水,更新能力较强;冲洪积扇前缘地下水年龄不超过2 ka,具有现代水与古水混合的特征,更新能力较差;溢出带到盆地中心地下水年龄急剧变老,变化范围为5~28 ka,据此推测研究区溢出带位置的隐伏断层具阻水性质,该位置的地下水基本无更新能力。     

同位素技术解析安阳河与地下水相互作用

河流与地下水相互作用研究是水文学研究的难点和热点。安阳河与地下水相互作用研究,对于安阳市水资源科学开发与管理具有重要意义。安阳河冲洪积扇地表水与地下水转化率为17%～27%。潜水位标高为80 m,向下游逐渐变成多层含水层（水位40 m）。当地降水环境同位素监测数据表明,当地大气降水线与全球大气降水线接近平行,表明该线代表本地区大气降水的氢氧同位素特征。地表水同位素值较集中,2016年8月δ18O值变化范围为-9‰~-8.7‰,δD值变化范围为-65‰~-63‰,2017年1月δ18O值变化范围为-8.5‰~-8.2‰,δD值变化范围为-63‰~-61‰,河水水化学类型为HCO3·SO4—Ca型,表明流域内地表水的同位素值受距离的影响较小。地下水稳定同位素值变化较大,2016年8月δ18O值范围为-10.4‰~-5.5‰,δD值范围为-75‰~-46‰,2017年1月δ18O值范围为-10.2‰~-5.4‰,δD值范围为-75‰~-45‰,即从接近降水值到最大值形成一条“蒸发”线。河流出山口一带地下水同位素值呈现最大蒸发值,表明地表水补给地下水,地下水化学类型为HCO3·SO4·Cl—Ca,存在明显人为污染成分。下游为大气降水补给浅层地下水,中深层地下水主要来源于中游侧向径流,水化学类型主要为HCO3—Ca·Mg型,综合分析表明,安阳河中下游（冲洪积扇）地带“三水”转换积极,并影响其水质、水量。     

利用环境示踪剂估算滹沱河冲洪积扇地下水天然补给

包气带是降水补给地下水的一个主要环节,是了解补给变化的地质信息载体。以滹沱河冲洪积扇河北省正定试验场包气带剖面为研究对象,利用环境示踪剂(氚和氯)方法,估算了该区地下水近三十多年来的天然补给强度。研究结果表明:近30年来天然降水平均补给强度约为0.089m/a,在天然条件下该区降水垂直运移速度约为0.6m/a,其变化趋势主要受降水量变化影响,并表现出一定的滞后性。     

诺木洪冲洪积扇地下水氢氧同位素特征及更新能力研究

诺木洪地区是柴达木盆地中发育较为典型的冲洪积扇,研究其地下水同位素特征及更新能力对于整个盆地地下水资源研究具有重要意义。分析了诺木洪地区地下水中的2H、3H、18O同位素特征,利用3H数据建立相应的数学物理模型,计算出冲洪积扇不同位置地下水的更新速率,并以此为依据定性划分了当地的地下水流动系统。山区至冲洪积扇中部地下水更新速率达5%/a~10%/a,更新能力较强。冲洪积扇前缘地下水更新速率为0.08%/a~1.4%/a,而在溢出带以下至盆地中心地下水更新速率小于0.07%/a,更新能力极弱。     

金华地区地下水同位素特征及更新能力研究

金华地区位于金衢盆地东段,对其地下水同位素特征及更新能力研究对于整个盆地地下水资源研究具有重要意义,通过分析研究区内稳定同位素氘(D)和氧(~(18)O)以及放射性同位素氚(~3H)和碳(~(14)C)的空间分布特征,建立了金华地区降水线方程为:δD=8.29δ~(18)O+15.9,讨论了地表水、潜水、红层地下水的环境同位素的组成特征,对潜水及红层地下水的更新能力进行了评价。结果表明,金华地区降水线方程斜率及截距均大于全球大气降水;潜水、红层地下水及地表水三者联系密切;潜水、红层地下水在接受降水的补给后经历了不同程度的蒸发作用;红层地下水D和~(18)O同位素明显向下游富集;潜水~3H值介于6.6～19.0TU,~(14)C年龄显示为现代水,因此其可更新能力较强,红层地下水放射性~(14)C年龄为3020～5360BP,可更新能力较弱,红层地下水3H值介于4.4～12.3TU,表明红层地下水中有现代水的混入,δ~(18)O随着地下水的年龄的增加而偏负。     

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。     

水化学特征揭示的济北地热水与济南泉水关系

以济南北部地热田地热水及济南泉域岩溶地下水、泉水为研究对象,通过分析常规离子、微量元素及同位素,探讨了地热水的成因机理、补径排及地热水与上游泉域岩溶地下水、泉水的水力联系。研究认为,研究区地热水与岩溶地下水、泉水为同源补给,地热水属海相含盐沉积岩溶滤水。通过对氢氧稳定同位素和氚同位素法测年结果的分析,初步判定现代大气降水为地热水的主要补给来源。14C法测年结果分析表明,地热水接受更新世古降水补给,地热水为古降水和现代大气降水的混合水。      

鲁北平原地下水同位素年龄及可更新能力评价

笔者采用大量的地下水环境同位素数据, 利用天然放射性氚和14C的通用测年技术, 分别估算浅、深层地下水的形成年龄, 评价地下水的可更新能力。研究结果表明, 鲁北平原浅层地下水的主要补给来自当地的大气降水和引黄河灌溉水, 循环速度较快, 循环时间20～50 a, 更新能力较强。深层地下水主要起源于古代大气降水, 是在比现在寒冷的气候条件下由大气降水入渗形成, 循环速度较慢, 循环时间8～20 ka, 更新能力较弱。     

包头平原地下水水循环模式及其可更新能力的同位素研究

同位素研究表明,包头平原中山前倾斜平原和黄河冲积平原区地下水具有不同的水循环模式。山前倾斜平原中,潜水的补给来源为当地雨水的补给,具有大型冲洪积扇典型的水文地球化学分带特点;承压水来源于补给高程较大的基岩裂隙水,主要通过山前断裂侧向补给。在地下水位漏斗区中,承压水δ^18和^3H浓度较高的现象反映有潜水向承压水的越流补给。黄河冲积平原中,黄河灌溉水入渗补给是该地区潜水的重要来源。相比于承压水,山前平原潜水的更新时间较短,循环速度较快,潜水的更新能力明显大于深层承压水。     

用环境同位素方法研究北京地区地下水及工业污染时空变化规律

本文利用环境同位素氚、碳-14示踪原理,研究了40年来北京地下水及水中工业污染物时空变化规律。推算出北京地区大气降水中氚的背景值,建立了适用于冲洪积扇地下水年龄计算的氚质点混合衰变数学模型。运用核爆~(14)C示踪近代水年龄获得成功,探明了污染水团运动轨迹,为水文地质和环境保护提供了新的技术方法。     

泉域地下水数值模拟及泉流量动态变化预测

本文对位于岩溶地区的小南海泉泉域地下水进行了数值模拟和水平衡分析，全面分析了降雨、河、渠、库地表水系入渗对地下水动态变化的影响，模拟了泉流量动态变化与区域地下水关系。在此基础上，分析了不同气候条件和开采方案对泉流量的影响。模型计算结果表明，小南海泉流量多年平均相对变化率与降雨量多年平均变化率基本一致，减少泉域地下水开采量，特别是矿坑排水可有效地增加枯期泉流量。     

北京平原区永定河冲洪积扇地下水水化学特征与演化规律

本文以北京市平原区永定河冲洪积扇地下水化学场的演化机理及地下水水循环规律为研究目的,根据水化学特征的水平分布及典型剖面上的演化过程研究,得到以下结论:1)从永定河冲洪积扇顶部补给区到扇缘排泄区,地下水水化学类型呈现水平分带性,潜水水化学类型由Ca-HCO3过渡到Ca·Mg-HCO3、Mg·Na-SO4,局部因人类活动影...     

利用环境同位素识别酒泉-张掖盆地地下水补给和水流系统

详细了解干旱区地下水的补给机制对地下水资源管理来说是非常重要的,天然环境同位素在过去的40年里广泛应用于解决有关地下水补给、流动等问题。笔者通过分析酒泉-张掖盆地水的环境同位素变化特征,识别地下水的补给和流动.研究结果表明,酒泉-张掖盆地地下水的补给源主要来自山区出山河流,补给发生在祁连山前戈壁带,在山前冲积扇带地下水主要为1963年以来的快速补给,而部分深部地下水为1952年以前补给。同时,环境同位素指示盆地存在深部区域流系统和浅部局域流系统,酒泉盆地和张掖盆地之间不存在明显的水力联系。该研究不仅对黑河流域地下水的开发管理有着重要意义,对我国西北类似的内陆盆地地下水的开发管理有着借鉴意义。     

济南岩溶泉域地下水可持续开采方案分析

济南岩溶泉域是济南市重要饮用水源地,泉水又是济南市市民消闲和吸引游客的亮丽景观。但是多年来开采地下水已引起泉水出现间歇性断流。本文在对水资源规划分析基础上,设计了4个地下水资源开采方案:现状方案、增加补给量方案、减少开采量方案和增补减开联合方案。运用地下水流数值模型模拟了4个方案对泉群地下水水位及泉水流量动态变化的影响,最终确定了泉域地下水可持续开采方案,为泉水持续喷涌和地下水开发利用提供了科学依据。     

浅循环泉简析

泉按照出露原因通常可以分为侵蚀泉、接触泉、溢流泉（溢出泉）和断层泉等。根据泉眼和地下水循环深度（或径流位置）的相对关系,泉可以分为表层泉、浅循环泉和深循环泉。地下水在地下流动(循环)的最深处仍然高于泉口,这类泉称为浅循环泉。浅循环泉出露的位置并不在地形最低处,其补给来源主要是大气降水入渗,地下水受到重力作用自高处往低处流动,在地下径流的途径短、时间短,流量一般不大。浅循环泉通常是常温泉、淡水泉（也有咸泉和盐泉）,多是常年性泉,也有部分是季节性泉或暂时性泉。广西北竂岭北坡泉和云南顺荡井盐泉是典型的浅循环泉。     

济南明水泉域岩溶地下水数值模拟及泉水水位动态预测

应用地下水模拟软件GMS建立山东济南明水泉域的三维地下水流数值模拟模型,对泉域内岩溶地下水进行数值模拟和水平衡分析,评价了泉域岩溶地下水资源总量和在保持泉水常年喷涌条件下的岩溶地下水可采资源量。在此基础上,应用时间序列分析法对泉水水位动态进行了预测。结果表明:明水泉域多年（2003-2014年）地下水补给量为1.23×108 m3·a-1,排泄量为1.36×108 m3·a-1,均衡差为-1.30×108 m3·a-1;模型预测未来20年泉水最低水位为55.65 m,最高水位为68.72 m,平均泉流量为34.6×104 m3·d-1。      

A study on groundwater recharge in the Anyanghe River alluvial fan,North China Plain,based on hydrochemistry,stable isotopes and tritium

Studies on groundwater recharge are essential for sustainable exploitation of groundwater resources, especially in areas of extensive groundwater exploitation such as the Anyanghe River alluvial fan (ARAF) in the North China Plain (NCP). However, the recharge sources and processes and the contribution of each recharge flow component remain unclear. This study used hydrochemistry, stable isotopes, and tritium to investigate sources and underlying processes of groundwater recharge, along with the steady flow Mixing Cell Model (MCMsf) to quantify the proportion of each source flow for the shallow confined groundwater system in the medial fan. The results showed that groundwater mainly originates from precipitation occurring on the eastern Taihang Mountain area with average elevation estimated at 700–1,000 m above sea level during the East Asia summer monsoon period since 1952. Recharge mechanisms are: (1) river water seepage for the unconfined aquifers of the proximal and medial fan; (2) lateral flow for the confined aquifers of the medial and distal fan; and (3) precipitation infiltration for the phreatic water system. The MCMsf simulation showed that the shallow confined groundwater system in the central zone of the medial fan mainly recharged by the lateral flow from the proximal fan, a constant and considerable recharge flow from the southwestern and southern hills, and river water seepage in the medial fan; the lateral recharge flow from the Zhanghe alluvial aquifer was insignificant by comparison. The results of this study can act as a valuable reference for sustainable groundwater management in the ARAF.

     

基于时间序列分形的济南岩溶大泉动态研究

为研究岩溶大泉动态变化的影响机制,以济南泉域为例,根据2003年关闭地下水供水水源地以来趵突泉及黑虎泉的泉水位、泉域内降水量、地下水开采及人工补源资料,采用分形理论中时间序列分形维数法,计算各要素数据序列分维值及稳定性指数,结果表明:旬尺度下泉水位分维值大于月尺度下泉水位分维值;奥陶系灰岩分布区雨量站降水量分维值较小,但奥陶系灰岩降水入渗补给条件好,因此与泉群的水位波动关系更为密切。各泉水位影响因素中,人工补源因素的稳定性最差,极易受外界因素干扰发生改变。利用灰色关联度验证分析表明降水量、人工开采量、人工补源量与趵突泉泉水位的关联度分别为0. 858、0. 647、0. 667,与黑虎泉泉水位的关联度分别为0. 859、0. 646、0. 668;关联度总体排序为:降水量>人工补源量>人工开采量,说明2003年以来影响泉水位动态的首要因素是大气降水并非人工开采,即泉水动态主控因素发生转变。在分析了泉域资源量的演化基础上,对各影响因素的分维值与泉水位动态分维值进行回归分析认为,为保持泉水持续喷涌奥陶系灰岩分布区更适宜作为泉水人工补源地带。研究结果为济南岩溶大泉的保护提供科学依据。     

Environmental isotopic and hydrochemical study of water in the karst aquifer and submarine springs of the Syrian coast

The groundwater of major karst systems and submarine springs in the coastal limestone aquifer of Syria has been investigated using chemical and isotopic techniques. The δ¹⁸O values of groundwater range from ?6.8 to ?5.05‰, while those for submarine springs vary from ?6.34 to +1.08‰ (eastern Mediterranean seawater samples have a mean of +1.7‰). Groundwater originates from the direct infiltration of atmospheric water. Stable isotopes show that the elevation of the recharge zones feeding the Banyas area (400–600 m a.s.l.) is higher than that feeding the Amrit area (100–300 m a.s.l.). The ¹⁸O_extracted (¹⁸O content of the seawater contribution) for the major submarine springs suggests a mean recharge area elevation of 600–700 m a.s.l., and lower than 400 m a.s.l. for the spring close to Amrit. Based on the measured velocity and the percentage of fresh water at the submarine springs outlet, the estimated discharge rate is 350 million m³/year. The tritium concentrations in groundwater (1.6–5.9 TU) are low and very close to the current rainfall values (2.9–5.6 TU). Adopting a model with exponential time distribution, the mean turnover time of groundwater in the Al-sen spring was evaluated to be 60 years. A value of about 3.7 billion m³ was obtained for the maximum groundwater reservoir size.     

唐山曹妃甸浅层地下水水化学特征及咸化成因

为了查明曹妃甸浅层地下水水化学及咸化成因,采集研究区河水、地下淡水、微咸水、咸水、卤水、雨水和海水等不同类型水样,对其水化学组成、离子比、Piper三线图、吉布斯图、氢氧同位素组成及14C测年结果进行了分析。结果表明：(1)曹妃甸浅层地下水包括全新世沉积层潜水和晚更新世沉积层微承压水,且非原始封存在地层中而是形成于全新世中晚期。(2)地下潜水向海方向分布有淡水、微咸水、咸水水质类型,微承压水以咸水和卤水为主要水质类型;近冲洪积扇前缘水化学特征主要受岩石风化作用控制,围填海区及河口处水化学特征受海水混合作用控制,滨海平原区水化学特征主要受蒸发/结晶作用控制。(3)曹妃甸浅层地下水咸化过程主要是晚更新世以来海侵海退时期形成海洋蒸发盐经大气降水和河水多期溶滤所致,其盐分来源于海水蒸发盐,河口及围填海区地下潜水盐分主要来源于现代海水入侵。