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。     

基于氚同位素的安阳河中下游流域地下水更新能力研究

利用水中氚值与地下水年龄分布特征和多年平均更新速率,分析安阳河中下游流域地下水更新能力。应用MGMTP重建研究区1953—2016年大气降水氚值,应用集中参数模型(LPMs)计算地下水年龄,采用Le Gal La Shalle等提出的方法估算潜水与泉水多年平均更新速率。研究结果表明:(1)潜水与泉水由近20多年来大气降水补给。潜水样点受局部水文地质条件控制,补给径流条件差异明显。(2)小南海泉平均滞留时间23 a,多年平均更新速率3.6%,水量呈不断衰减趋势。(3)安阳河冲洪积扇扇后缘为补给区,受地表水渗漏与大气降水入渗补给,更新能力较强。扇中部至京港澳高速路地带为现代地下水,年龄40~60 a。扇前缘为现代与次现代地下水的混合水,年龄大于60 a,更新能力较弱。(4)剥蚀岗丘与冲洪积平原深层承压水为较老地下水,更新能力极弱。因此,对小南海泉域的保护需要加强,并在短时期内能取得明显成效。受南水北调中线水源补给及限量地下水开采影响,安阳市区地下水降落漏斗大幅度缩减。     

甘肃西部平原区地下水同位素特征及更新性

大量同位素资料研究表明，甘肃西部黑河流域南部平原区地下水补给和更新的特征是，具有非均一性和有限性；潜水较年轻又更新快，承压水较老又更新慢；东部地下水更新较快，西部更新较慢；祁连山前戈壁带地下水更新较快，细土平原更新较慢；近河道带地下水更新速率大，远离河道则小。上述特征与出山地表径流量及其补给源属性密切相关。因此，结合地下水更新特征，充分利用祁连山前戈壁带较强的入渗条件和调蓄功能，与地表水联合优化调控，有利于该区水资源可持续利用。     

黑河流域地下水同位素年龄及可更新能力研究

通过对黑河流域地下水的放射性同位素如氚(T)和¹⁴C的测定, 对该流域浅层和深层地下水的年龄以及其更新速率进行了估算. 结果表明: 整体上看, 从黑河流域的上游、中游至下游, 浅层和深层地下水年龄逐渐增加, 地下水更新速率也逐渐增大. 其中, 黑河上游浅层和深层地下水平均更新速率分别为1.96%·a^-1和1.76%·a^-1, 可更新能力最强; 中游浅层和深层地下水平均更新速率为1.25%·a^-1和0.68%·a^-1, 可更新能力次之; 下游浅层和深层地下水平均更新速率分别为0.74%·a^-1和0.18%·a^-1, 可更新能力最差. 黑河流域不同地带地下水由于循环条件的不同, 浅层和深层地下水年龄存在较大的差异. 其中, 中游山前平原补给条件较好, 浅层和深层地下水年龄较小; 中、下游远离河道地区浅层和深层地下水补给条件差, 显示了更老的年龄. 黑河流域埋深40 m以上的浅层地下水平均更新速率(1.13%·a^-1)高于埋深40~100 m之间的中层地下水(0.65%·a^-1)以及埋深100 m以下深层地下水(0.55%·a^-1). 因此, 在黑河流域地下水开发过程中要合理开发浅层地下水, 适当缩减开发深层地下水.     

基于同位素技术的珲春盆地浅层地下水可更新能力研究

利用~3H的示踪作用对珲春盆地浅层地下水更新速率进行计算,为该地区制定地下水开发利用模式和水资源环境承载力研究提供科学依据。结果表明:总体上,珲春盆地大部分地区浅层地下水更新速率大于8%/a,可更新能力较强。珲春盆地东北部平安村、新华村、马新村和东部的红星村、电线村、东兴村等山前地区以及八一村、八二村等地浅层地下水更新速率大于10%/a,可更新能力较强;七户洞村、八棵树村、永丰村、立新村、新农村、柳亭村等地浅层地下水更新速率为8%/a~10%/a,可更新能力减弱;八家子村、西崴子村、孟岭村等珲春河下游地区浅层地下水更新速率小于8%/a,可更新能力最弱。更新速率为大于10%/a、8%/a~10%/a、小于8%/a的地下水分布面积占珲春盆地总面积的比例分别为67%、26%、7%。     

西南某地区地下水化学及同位素特征研究

我国西南某地位于汶川地震影响区域,为评价汶川地震对该区水文地质条件的影响,开展了该地区水文地球化学及同位素水文地质研究。地下水化学及同位素测试数据分析表明:研究区地下水pH值在7.9~9.48,偏碱性,TDS多小于500mg·L-1;水化学组分在垂向上有明显变化,水化学类型以HCO3-Na型为主;地下水氢、氧稳定同位素分析表明,该区地下水主要源自当地大气降水补给,氚含量随地下水埋深增大而减小,反映了深部地下水循环交替强度明显小于浅部地下水,也说明区内地下水以垂向交替为主。     

古汉山井田地下水同位素组成特征研究

根据古汉山井田地下水中~3H、D、~(18)O和~(13)C等资料,建立了该井田鉴别主要含水层地下水的同位素标志,并对冲积层水、奥陶纪石灰岩水和煤系薄层石灰岩水之间的关系,以及矿井充水条件,做出了判断,为今后矿井基建、采矿中判别突水来源,提供了依据。     

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。     

河北平原地下水氦氩同位素特征

通过对河北平原地下水氦同位素进行分析比较，根据过剩He(4He exc)、3He/4He比值、δ3He和36Ar/38Ar及40Ar/36Ar值分析认为，河北平源地下水氦氩同位素有7个特征；①地下水中过剩He浓度沿地下水的流向而增高；②地下水中过剩He浓度随着地下水埋深加大而增高；③满城-沧州剖面上过剩He浓度大于石家庄-衡水剖面上的过剩He浓度；④河北平原地下水主要是由大气隆重水补给的；⑤衡水热水过剩He浓度很高（>674.83×10-8cm3STPg-1水）；⑥地下水的36Ar/38Ar比值平均值为5.37，非常接近地球大气的比值（5.35）；⑦地下水的40Ar/36Ar比值从296-412，均比大气氩的40Ar/36Ar比值（295.6）大，这表明40Ar都是放射成因的，且具有“年代积累效应”。     

北京市平原区地下水更新能力变化的动态均衡证据

对北京市地下水更新能力的时空变化进行分析,为地下水资源管理提供依据。用地下水动态均衡法对北京市平原区地下水,尤其是开采层地下水的补给量、更新周期、更新速率和补给速率等参数做了计算,进而对地下水更新能力及其时空变化做评价和分析。研究结果表明：在自然状态下,地下水更新能力总体上自山前至平原区腹地由强变弱,但总体上更新能力较强;含水层接受外来水源补给的边界条件和赋水条件良好,降水量的多寡是影响地下水更新能力的瓶颈因素;2001－2008年的地下水平均补给速率（0.28 m/a）比1981－2000年减少了35.6%,更新能力明显减弱;近些年地下水开采强度连年大于其更新能力,导致与自然状态下相比地下水位埋深平均下降幅度已达19.73 m,含水层中地下水减少量达101×10⁸ m³。以上证据表明,在气候变化和人类活动的双重影响下,北京市未来的地下水资源可持续供水问题十分严峻。     

地下水硝酸盐中氮、氧同位素研究现状及展望

农业区内浅层地下水中硝酸盐污染普遍存在。为保证供水安全和有效治理污染的地下水体。确定硝酸盐中氮的来源及影响硝酸盐浓度的物理、化学作用尤为重要。由于不同成因的硝酸盐中δ^15N值存在差异，利用N同位素可以确定氮污染源，但有时存在多解性问题；分析硝酸盐的δ^18O值，可提高地下水硝酸盐污染的研究深度。本文综述了用硝酸盐中N、O同位素来区分地下水污染中硝酸盐的不同来源和示踪氮循环过程这两方面的研究进展，并提出一些值得重视的研究方向。     

淮河下游地区地表水与地下水同位素特征分析

为探明淮河下游地区地表水与地下水稳定同位素的组成特征,于2020年11月对该区域进行代表性采样,共采集地表水样13个,地下水样82个.结合全球大气降水同位素监测网(GNIP)公布的南京降水同位素数据,根据最小二乘法得出当地大气降水线(LMWL)方程为:δD=8.49δ18O+17.71,其斜率和截距高于全球大气降水线(...     

鄂尔多斯白垩系地下水盆地硫酸盐的水文地球化学特征及来源

鄂尔多斯白垩系地下水盆地蕴藏有丰富的地下水资源,地下水赋存于白垩系砂岩中.为了查明地下水微咸水的成因,对40件地下水样品的水化学组成、SO42-的区域分布特征和28件硫同位素组成进行了分析,并对34件岩石样品进行了溶滤试验研究.结果表明:SO42-是地下水中主要阴离子组分,具有东部低西部高,北部低南部高的区域分带特征;硫酸盐是自垩系地层中主要的易溶盐组分,并以石膏和芒硝形式存在;地下水中SO42-主要来源于地层中石膏和芒硝,其次是地层中的硫化物,少量来源于有机硫.     

氮同位素比（^15N／^14N）在地下水氮污染研究中的应用基础

华北地下水中硝态氮浓度和δ＾１５Ｎ值如下：在自然状态下为４．４≤＋５，来自下水道粪便污染者为２０－７０和＋１０－＋２０，受化肥污染者为３０－６０和－２－＋５。因此，氮同位素可用来识别氮污染来源和氮的迁移。     

滇中红层浅层地下水的特征和农村供水示范工程的建立

为了缓解滇中红层区村镇居民生活用水的困难,中国地质调查局在该区实施了地下水勘查与供水示范项目。依据项目的勘查数据、供水示范工程并结合前人已有的成果,重点探讨了示范区不同类型地下水的分布、赋存特点和多种类型钻井取水、多种供水模式供水的地下水开发利用方式。     

滇中红层浅层地下水的特征和农村供水示范工程的建立

为了缓解滇中红层区村镇居民生活用水的困难,中国地质调查局在该区实施了地下水勘查与供水示范项目。依据项目的勘查数据、供水示范工程并结合前人已有的成果,重点探讨了示范区不同类型地下水的分布、赋存特点和多种类型钻井取水、多种供水模式供水的地下水开发利用方式。     

Oxygen and Hydrogen Isotopes of Waters in the Ordos Basin,China: Implications for Recharge of Groundwater in the North of Cretaceous Groundwater Basin

Hundreds of precipitation samples collected from meteorological stations in the Ordos Basin from January 1988 to December 2005 were used to set up a local meteoric water line and to calculate weighted average isotopic compositions of modern precipitation.Oxygen and hydrogen isotopes, with and gradually decrease in summer and fall,illustrating that the seasonal effect is considerable.They also show that the isotopic difference between south portion and north portion of the Ordos Basin are not obvious.and the isotope in the middle portion iS normally depleted.The isotope compositions of 32 samples collected from shallow groundwater(less than a depth of 150 m)in desert plateau range from for JD.Most of them are identical with modern precipitation.The isotope compositions of 22 middle and deep groundwaters(greater than a depth of 275 m)fall in ranges from-11.6‰to-8.8‰with an average of-10.2‰ for ￡18O and from-89‰ to-63‰ with an average of-76‰ for ￡D.The average values are significantly less than those of modern precipitation,illustrating that the middle and deep groundwaters were recharged at comparatively lower air temperatures.Primary analysis of 14C shows that the recharge of the middle and deep groundwaters started at late Pleistocene.The isotopes of 13 lake water samples collected from eight lakes define a local evaporation trend,with a relatively flat slope of 3.77,and show that the lake waters were mainly fed by modern precipitation and shallow groundwater.