氢氧同位素在岩溶山区地下水循环条件研究上的应用——以贵州省镇宁地区为例

通过对贵州镇宁地区地下水调查取样,测定氢氧同位素组成,计算氘过量参数(d)表明,不同取样点δD、δ18O、d值差异明显,δD值范围为-77‰ ～-53‰,平均值-63.7‰;δ18O值变化范围为-11.1‰ ～-7.8‰,平均值-9.3‰;d值变化范围为9.4‰ ～ 12.6‰,平均值11‰.对镇宁地区地下水环境同位素...     

氢氧同位素在曹妃甸地区水循环研究中的应用

本文中笔者利用双龙河剖面采集的D、18O同位素分析曹妃甸地区不同水体间的相互关系,识别区域水循环特征。研究发现区内河水、潜水和承压水均起源于大气降水,三者之间存在密切的水力联系;在三个区段上地下水具有不同的补径排条件;区内地下水循环系统可以划分为浅、中、深三级循环系统。     

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。     

氢氧同位素在亳州东南部地区水循环研究中的应用

为识别亳州东南部地区地下水循环特征,本文在调查采样的基础上,利用氢氧稳定同位素和地下水动态特征分析不同水体间的相互联系、浅部和中部地下水循环系统边界以及不同含水层之间的水力联系.研究发现:区内涡河水、浅部和中部孔隙水均起源于大气降水;可大致以34m作为区内地下水浅部循环系统和中间过渡系统的边界,以70m作为地下水中间过渡系统上部和下部的分界线;浅部循环系统和中间过渡系统上部水力联系密切,中间过渡系统上部和下部水力联系较弱.     

环境同位素在水循环研究中的应用

环境同位素广泛存在于自然界水体中,在降水、地表水、地下水、土壤水和植物体内相互转化的水循环过程中,同位素的分馏效应导致不同水体具有不同的同位素含量。利用不同水体同位素含量之间的差异,可研究它们之间的相互转化方式及转化量。介绍了环境同位素在大气降水和降水-地表水-地下水“三水”之间转化中的研究进展,并阐述了其在水循环应用中存在的问题及应用前景。     

金沙江断裂带中段岩溶发育和地下水循环特征

金沙江断裂带中段碳酸盐岩分布区水文地质结构复杂、岩溶水量丰富, 是工程地质安全的重要威胁之一。文章在岩溶地貌和水文地质调查的基础上, 采用水化学和新型同位素测年与示踪的方法, 研究了金沙江断裂带中段岩溶发育特征, 分析了岩溶水补给、径流和排泄过程。结果表明: 岩溶空间分布和地下水补给、径流、排泄均受构造控制; 在垂向上主要存在3个高程级别的岩溶发育分区, 其中二级和三级顶部岩溶的发育时间分别为晚中新世至晚更新世和上新世至晚更新世; 岩溶水补给区海拔4400~4600 m, 主要补给源为大气降水和冰湖水, 水中228Ra/226Ra数据显示非定曲断裂控制范围内水源难以形成跨断裂影响范围的补给; 岩溶水循环速度快, 岩溶大泉的85Kr年龄＜15 a, 且基本没有年龄较大的地下水混合; 径流过程中碳酸盐岩溶蚀和阳离子交换作用不充分。在工程中应充分考虑活动断裂影响下岩溶水径流通道空间分布、高水压影响和特殊天气条件带来的地质灾害威胁。     

氢氧同位素在地下水流系统的重分布：从高程效应到深度效应

大气降水的氢氧同位素含量具有高程效应,降水入渗后参与地下水循环,其高程效应如何受地下水流系统的影响转化为地下水氢氧同位素的深度效应？现有研究对于这个问题缺少定量认识。文章构建单向倾斜盆地和双峰波状盆地的稳态地下水循环理论模型,采用MODFLOW模拟剖面二维地下水流场、采用MT3DMS模拟重同位素分子的对流-弥散过程,得到地下水D和¹⁸O含量的空间分布,探讨了氢氧同位素高程效应在地下水流系统转化为深度效应的机理。结果表明：在单斜盆地,补给区大气降水D和¹⁸O含量的高程效应转化为排泄区地下水δD和δ¹⁸O值随埋深增大而指数型衰减的深度效应;在双峰波状盆地,当含水层渗透性相对入渗强度较大时(K₀/w=1 000),仅发育一个区域地下水流系统,在区域地下水的排泄区δD和δ¹⁸O随埋深增大呈现S形曲线分布;当含水层渗透性相对入渗强度较小时(K0/w=250),双峰波状盆地发育多个局部地下水流系统,区域地下水的排泄区δD和δ¹⁸O随埋深增大呈现S形曲线,而局部地下水排...     

氚同位素在黑河流域水循环研究中的应用

通过对黑河流域不同水体如降水、河水、深井（>80m） 、浅井（<80m）及泉水的氚（T）含量的测定,结合文献资料和国际原子能机构数据,对流域不同水体氚（T）含量的空间分布特征进行了分析,并对黑河流域浅层和深层地下水的补给来源、年龄及其更新时间进行了研究。结果表明：1）黑河上游、中游及下游河水T含量分别为50.0TU,33.3TU及20.9TU,呈逐渐降低趋势;上游和中游降水T含量变化也呈相似的规律,说明黑河流域河水来自黑河源区降水,且河水从上游到下游流动过程中与地下水进行转换。尤其是在临泽到正义峡段,河水的平均T含量为31.9TU,说明张掖和临泽灌溉抽提的地下水对河水有补给作用。2）黑河上游和中游山前平原的深层地下水T含量大于30.0TU,补给年龄小于50a;中游盆地及下游深层地下水T含量低于10.0TU,地下水年龄在50a以上,为次现代水,更新速度慢。3）黑河上游地下水和河道附近区域的浅层地下水的T含量高于30.0TU,补给年龄低于50a;远离河道浅层地下水T含量低于10.0TU,补给年龄大于50a。说明黑河源区降水是上游地下水的补给源,出山径流是黑河干流附近浅层地下水的主要补给源,地下水补给年龄低于50a,更新期短;远离河道区域的浅层地下水T含量低于10.0TU,为次现代水,更新速度慢。本研究结果对合理科学地利用黑河流域水资源具有借鉴意义。     

环境同位素在黑河流域水循环研究中的应用

为了解不同时空尺度上黑河流域水循环机制,总结了近年来黑河流域进行的氘氧稳定同位素以及氚、碳和氡放射性同位素研究(2H,18O,3H,14C,222Rn),得到各类水体(降水、河水、地下水)采样点的分布及分析结果。稳定同位素结果表明上游山区降水是全流域主要的水资源产生区,中游地表—地下水交互频繁,下游浅层地下水主要接受河水补给,深层地下水则相对封闭。放射性同位素也表明下游浅层地下水年龄小于深层,与稳定同位素结果相符。总体来说,环境同位素对黑河流域的水循环研究还处于定性研究阶段。今后研究方向应致力于丰富采样的时空尺度,同时采用多种同位素并结合其他地球化学指标以定量研究结果,并将结果应用于水文数学模型的构建和校正。     

湘西北地区岩溶地下水水化学与氘氧同位素特征分析

湘西北地区岩溶地下水水化学研究是地下水资源合理开发与利用的保证,文章在全面采集区内地下水水样进行水化学和同位素分析的基础上,利用氘氧同位素和综合水文地球化学研究方法对该区地下水的来源与组分成因进行探讨。结果表明：（1）研究区内岩溶水化学特征整体上三个区之间差异不大,但各区之间地下水组分的来源与成因仍有较大的不同,其主要来源于碳酸盐岩矿物的溶滤,并伴有不同程度的石膏等其他矿物溶滤,在龙山地区（I区）以方解石/白云石、石膏溶滤为主;永顺—凤凰地区（Ⅱ区）内,酉水流域地下水主要以白云岩溶滤为主;武水流域地下水中钙镁离子浓度受灰岩、白云岩溶滤作用共同影响。石门地区（Ⅲ区）主要离子来源于灰岩溶滤,地下水中钠钾离子、氯离子有多种来源;（2）研究区内氘氧同位素体现出明显的大陆效应和高程效应,泉相对井和暗河地下水系统具有相对封闭性,氘盈余则反映泉相对于暗河是一种快循环、短停留时间的系统。     

地下水循环对围岩温度场的影响及地热资源形成分析——以平顶山矿区为例

地下水循环方式的不同对围岩温度场产生的影响有很大差异。当低温地下水向下运动时 ,将引起围岩温度降低 ,出现低温异常 ,从而阻碍地热资源的形成 ;当深循环的地下水在循环过程中被岩温加热 ,并在一定地质条件下向上循环时 ,将引起流经围岩的局部温度升高 ,在浅部形成局部地热异常 ,进而促进地热资源的形成。因此 ,地下水循环对围岩温度场的影响在一定程度上决定着地热资源的形成。本文在研究地下水循环对围岩温度场的影响基础上 ,利用地球化学地热温标和同位素方法对平顶山矿区地热资源的形成进行了分析 ,预测了该区地温场温度     

鄂尔多斯盆地白垩系地下水循环特征的水化学证据——以查布水源地为例

从水化学角度出发,利用查布水源地水化学水平及垂向分布特征,分析了查布水源地地下水的循环规律。结果表明:从水源地地下水水化学空间分布规律及从东西部水化学演化规律对比特征来看,水源地地下水在东部边界接受补给,地下水从东向西径流,在西边界排出区外。从水化学成分的垂向变化特征得出:包乐浩晓苏木以东的地下水从上向下径流,包乐浩晓苏木以西的地下水从下向上径流,地下水由中深层向上顶托补给浅层地下水。水源地地下水浅循环与中循环的分界线在埋深150～200 m之间;中循环和深循环的分界线在埋深600 m左右。     

地下水流系统特征——以白垩系地下水盆地为例

以不同的研究尺度,白垩系地下水盆地可以划分为若干地下水流系统.水流系统的发育受含水层补给和排泄条件及含水系统结构控制.每一个水流系统都具有整体性、相关性、等级结构性、时序性、动态平衡性、功能性等特征.     

西南岩溶山区地下水资源承载能力评价——以贵州省七星关区为例

以国家扶贫攻坚重点地区——贵州乌蒙山七星关区为例,参考"全国地质资源环境承载能力评价与监测预警"形成的评价理论和方法,结合岩溶石山区地下水资源水文地质条件及开发利用实际,探索构建岩溶石山区县域范围内地下水资源承载能力评价方法。通过系统评价七星关区地下水资源承载能力,认为该区地下水资源承载能力较大,但资源、开采强度、劣质水分布不均,降低了部分区域地下水资源承载能力。评价结果为区域国土空间规划及"三区三线"划定提供了依据。同时,该评价方法亦为岩溶地区地下水资源承载能力评价提供了借鉴。     

环境同位素方法在平凉市岩溶地下水研究中的应用

应用环境同位素方法对平凉隐伏岩溶水的研究结果表明 ,研究区隐伏岩溶水形成较早 ,且有大量现代水的混入 ,平均混入量为 5 4 %。说明研究区隐伏岩溶水的补给和更新能力较好。环境同位素分析结果还显示 ,大岔河隐伏岩溶水为一相对独立、半开放的水文地质单元。其补给来源部分为流域内大气降水、地表水的补给 ,部分为东南部三道沟岩溶地下水的补给。根据环境同位素 EPM与 EM两种模型计算 ,地下水的滞留时间为 36 a。地下水储存量为 1.314× 10 8m3;储水系数为 7.2 9× 10 - 3。这一结果与传统勘探方法的计算结果基本吻合 ,说明环境同位素方法的实用性 ,可在地下水资源调查中作为传统方法的补充和对比。     

基于水化学和氢氧同位素的兴隆县地下水演化过程研究

地下水的补给来源及其水-岩作用过程研究对于识别地下水水化学成分的形成机制、合理开发利用和地下水污染防治具有重要意义。为了了解兴隆县地区地下水水质及其水源涵养条件,为区域地下水污染防治和饮用水源安全提供支持,论文基于兴隆县地下水的水化学和氢氧稳定同位素（δD和δ18O）特征,综合利用Gibbs图解、主要离子比值和统计分析方法,深入讨论了兴隆县地下水的水化学特征、补给来源和水文地球化学演化过程。研究结果表明,兴隆县地下水呈弱碱性,主要为HCO₃—Ca·Mg型水,总溶解固体（TDS）变化范围为52.2~556.8 mg/L,平均值为238.0 mg/L;地下水主要来源于大气降水补给,蒸发作用对地下水水化学组分的影响较小;区域地下水的水化学组分主要受碳酸盐岩组成矿物白云石和方解石的溶解-沉淀过程的控制,受上覆铝硅酸盐矿物水解影响不大;区域东部和南部地下水Sr2+含量较高,推测碳酸盐岩下伏侵入岩及古老变质岩分布对Sr2+富集有一定影响;地表水和地下水水力联系密切,部分区域地下水受人类活动影响,造成地下水NO₃-含量超过饮用水卫生标准限值。     

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     

锶同位素在古岩溶研究中的应用——以塔河油田奥陶系为例

为探讨锶同位素在古岩溶研究中的应用,系统分析了塔里木盆地塔河油田奥陶系岩溶缝洞方解石的87Sr/86Sr值。研究结果表明,加里东中期岩溶形成的方解石以低87Sr/86Sr值为特征,其锶同位素组成主要由围岩的重溶锶控制。而海西早期岩溶形成的方解石则以高87Sr/86Sr值为特征,锶同位素组成主要由壳源锶和重溶锶控制;同时,不同产状的方解石锶同位素比值也不相同,渗流岩溶带的方解石比潜流岩溶带富集87Sr,主要受控于岩溶系统的渗流机制和水岩反应。在平面上,桑塔木组覆盖区比北部地区富集87Sr,其主要原因是来源于围岩的重溶锶比重加大。87Sr/86Sr值在区域上的变化,结合区域地质背景,表明海西早期岩溶对北部地区和桑塔木组覆盖区均有重要的影响,是奥陶系岩溶缝洞型储层的主要形成时期。另外,极低的锶同位素比值可能与幔源锶有关,早二叠纪末的火山活动是提供幔源锶的主要时期。通过塔河油田奥陶系古岩溶作用的实例研究,锶同位素具有良好的流体示踪能力,在划分古岩溶期次方面具有明显的优势。     

氢氧稳定同位素习性及其在四川盆地卤水成因研究中的应用

四川盆地地下卤水分布广泛，类型繁多。通过氢、氧同位素地质学的方法研究盆地卤水成因，将其划分为淋滤型、海源沉积型、混合型、具岩浆水特征的海源沉积型等四种类型。在四川盆地使用氢、氧稳定同位素进行地下卤水分类，可获确定的成因涵义，且分类明确，标志明显，取得了较好的效果     

水同位素在判别岩溶地下水资源组成中的应用--以筛珠洞泉域为例

筛珠洞泉域岩溶地下水资源主要来源于泾河渗漏水和大气降水，根据质量平衡原理，利用水稳定同位素计算筛珠洞泉域地下水资源组成比例，并进一步推算泾河渗漏量。