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。      

基于水化学、同位素特征的济南岩溶地下水补给来源研究

文章利用水化学、2H、18O同位素、87Sr/86Sr比值、13C和14C同位素对济南岩溶地下水补给来源、地热水补给来源进行研究。结果表明,岩溶冷水水化学类型以HCO3-Ca、HCO3·SO4-Ca型为主、地热水以SO4-Ca型为主。在旱季,间接补给区对泉群地下水补给比率在66.00%~73.58%之间,直接补给区仅占到26.42%~34.00%,旱季泉水的主要来源为间接补给区岩溶地下水。地热水受到了更新世以来的降水补给,是不同时期降水补给所形成的混合地下水,接受补给区域应为高程较高的张夏或者炒米店-三山子组地层,补给高程在350~550 m之间。      

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。     

西昌市尔乌泉域泉水水文地球化学特征及成因

泉和泉群是川西南乡村居民首要的生活水源,对本区泉水水文地球化学特征及成因的研究具有重要的科学价值和指导意义。以尔乌泉域泉水和地表水为研究对象,通过分析泉水和地表水常规水化学组分、氢氧同位素和氚同位素,探讨了该泉域泉水水文地球化学特征及成因。结果显示:尔乌泉域泉水为中偏碱性低矿化水,其水化学类型为HCO3—Ca·Mg和HCO3·SO4—Ca·Mg型水。地表水因受泉水补给影响具有与泉水相似的组分特征。氢氧同位素分析显示尔乌泉水和地表水补给来源为大气降水,且未发生氧同位素漂移。氚同位素进一步确定泉水为非现代水,地下水经历较长的径流时间。受断裂带和褶皱构造的影响,入渗补给的大气降水与碎屑岩中碳酸盐岩、石膏等矿物发生水岩相互作用,后与第四系黏土物质发生阳离子交换反应,致使泉水水化学组分以Ca2+、Mg2+、HCO-3和SO2-4为主。此外,居民生活污水的排放和化学肥料的施用也对泉水中Na+和SO2-4组分产生影响。     

水环境同位素测试分析对判别矿井水文地质条件的意义

水环境同位素的测试对分析水文地质条件,判断地下水的补给来源有着重要的意义。东北某煤矿自投产以来多次发生涌、突水事故,威胁生产安全。采取了河水、泉水、湖水、钻孔各目的层地下水及矿井涌水共26个水样,通过系统分析各水样点的氚、氘、氧18组成及含量变化特征,间接分析矿井水的补给来源。分析研究证实矿区地下水来源于大气降水,矿井涌、突水来源为浅部河水,为指导煤矿采取防水治水措施、维护矿井安全指明了方向。     

雨水含氚量变化历史研究动态

氢的放射性同位素氚在大气层中形成氚水后遍布整个大气圈,对现代环境水起着标记作用,因此利用氚可以计算50年以内的地下水年龄,研究地下水补给、径流、排泄条件,探索地下水成因,确定地表水与地下水之间的水力联系,测定水文地质参数等。这些问题的研究,大多需要知道地下水补给区大气降水输入的氚含量。因此,国际原子能机构从50年代起就在全球组织大气降水含氚量的系统观测,除我国外共有151个观测点,定期出版观测数据,供世界各国学者使用。 我国是在80年代中期参加国际原子能机构的,1986年开始对大气降水含氚量开展系统观     

利用稳定同位素方法识别内蒙古佘太盆地地下水补给来源

为研究近几十年来佘太盆地地下水补给变化情况,通过现场调查分析,对佘太盆地浅层地下水开展同位素样品采集工作,并测定了其氢、氧稳定同位素的值。在分析同位素分布特征及变化规律的基础上,结合当地地质及水文地质条件识别了地下水补给来源和补给区并构建了浅层地下水的补给模式图,探讨了区域上浅层地下水的补给流动状况。通过分析研究区大气降水和地下水中的氢氧稳定同位素的变化特征发现:当地大气降水并不是地下水的主要补给来源,其补给源区为周边山区,补给来源主要是周边山区的大气降水,且地下水所经历的蒸发作用较明显;盆地的东、西部地下水的补给源区不尽相同,西部的补给区高程要高于东部的补给区高程,但两部分地下水所经历的蒸发强度基本相同。     

中国西北干旱区多级洼地地下水环境同位素分布特征及指示意义

研究区位于西北干旱区,有两级储水洼地,地下水由山区侧向补给一级洼地,一级洼地通过泉水排泄地下水继而补给二级洼地,同时大气降水直接入渗、洪流间接入渗补给各储水洼地。通过氢氧同位素比例公式计算得到一级洼地大气降水占总补给量60%,其中直接补给量约占21%,山区洪流补给量约占79%,另外,山前侧向补给占40%;二级洼地降水补给量占38%,上游泉水补给量占62%。通过氚值指示,二级洼地不受现代降水影响;活塞流与全混合模型计算得到一级洼地浅层孔隙水平均年龄为32～60 a。     

同位素指示的巴丹吉林沙漠南缘地下水补给来源

通过恢复巴丹吉林沙漠及其周边地区大气降水氚值，并结合区域稳定同位素组合特征，揭示了区域地下水氚年龄的多解性与地下水稳定同位素的温度效应。恢复的1963年核试验期氚高峰值达到2 100 TU，进入90年代平均为60 TU。1960年以来降水补给的地下水氚值都应大于15 TU，而1963年的高峰氚衰变至今应在200 TU左右。地下水实测氚值较低，表明由现代少量降水补给的地下水与大量的古水进行了混合。影响降水中δ18O和δ2H分布的主要影响因子是月平均空气温度，对δ18O与δ2H的影响权重分别占到59.9%和57.0%。巴丹吉林沙漠及其周边地区地下水较低的稳定同位素组成表明，其补给主要是晚更新世较冷环境下形成的，来源于东南部的雅布赖山区，部分浅层地下水接受现代降水与河流的补给。      

水体同位素组成及氘过量参数在地热勘探中的示踪作用--以四川绵竹三箭水温泉开发为例

本文研究了四川绵竹三箭水及其邻区水体的同位素组成特征,以氚过量参数(d=δD-8δ^18O)在地热勘探中的示踪作用，再通过对研究区地下水氚过量参数和水笨氰含量(T)的相关性分析，综合运用于查明区内温泉地下水的成因，包括地下热储层内地下水的来源、补给源区、运移途径等等；确定水体均来源于大气降水，山前盆地深部地下水的补给源区在西、西北部高山区,径流方向由西北向东南，径流途径和在地下滞留时间都很长，并由此圈定了几个地热勘查的重点靶区。     

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...     

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。     

长白山天池火山区长白聚龙泉热水氢氧稳定同位素组成与氚分布规律

本文研究长白山天池火山区长白聚龙泉温泉水的氢氧同位素组成和氚含量分布规律。氢氧同位素组成特征表明,温泉水来源于大气降水。温泉水氚含量由南向北逐渐降低,表明地下水由南向北运移,其补给区在温泉区的南部山区。温泉水的年龄为40年左右,地下水迁移速率约为7.5m/a。     

黄土丘陵区降水-土壤水-地下水转化实验研究

通过对黄土丘陵区燕沟流域2005~2007年雨季的多次降水、0~400 cm土层土壤水、沟道地表水、地下水(泉水、井水)水样中D和18O采样分析,研究了该区降水、土壤水、地表水、地下水的转化关系.结果认为:燕沟流域的降水线与中国、世界的降水线有明显区别,斜率和截距偏小;降水、地表水、土壤水、地下水逐渐富集δD和δ18O,且δ18O富集速度高于δD,由D和18O的蒸发分馏差异所致,可利用各类水体的δD和δ18O变化情况甄别水体之间的水量转化;土壤水δD和δ18O剖面在200 cm深度处出现低值区,应是降水补给到达该深度且土壤蒸发影响逐渐衰减共同作用的结果,其在200 cm以下逐渐升高则因为降水补给影响逐渐降低、土壤水本底同位素影响增强所致.由于380~400 cm深层土壤水的δD和δ18O对降水事件的响应存在,因此认为降水-地下水的转化存在,降水补给泉水的滞后期小于35 d.而对井水的补给滞后时间以及土壤水对地下水的补给量还需进一步研究.     

氘氧同位素法在周口市地下水研究中的应用

在野外采样测试的基础上,通过对周口市内大气降水、河水和不同层位地下水中氘(δD)、氧(δ18O)同位素含量分析,发现当地降水、汾河水和浅层地下水的氘(δD)、氧(δ18O)均落在全球和中国降水线附近,呈现出明显的线性相关性,表明区内浅层地下水主要来源于大气降水入渗补给,而中深层和深层水则落在δD-δ18O降水线关系图的左下方,没有呈现明显的线性分布,表明其与大气降水的补给关系微弱;再者,根据不同深度地下水中δD、δ18O的含量特征分析,显示出随着埋藏深度的增加,氘(δD)和氧(δ18O)呈现出减小的趋势,表明其径流条件越差,可更新能力亦越差,这与区内不同层位地下水的运动规律相一致;最后根据大气降水的δD和δ18O值的高度效应,计算出周口市中深层地下水补给区高度为640~1 447 m;深层地下水补给区高度为1 240~2 447 m,这和区内西部地下水上游伏牛山区的海拔高度500~2 192 m相吻合,表明区内中深层和深层水主要来源于西部伏牛山区地下水的侧向径流补给。     

乌兰布和沙漠北部地下水资源的环境同位素探讨

工作范围在乌兰布和沙漠北部,面积共约4200km2.年平均降水量85～140mm,由西南向东递增,降水同位素组成δD～δ18O恰与Craig线一致,并与阿拉善地区相同.测得地下水中同位素含量范围,δ18O为-74‰～121‰,氚为0～190TU,14C为17～97pMC.由地下水同位素组成区别出与降水线平行或相交的6种类型.从所有地下水水点,以及可能有补给关系的其它水点的各类同位素关系,包括δ18O,T,δ13C和pMC,识别出两类承压水的各3个补给源和潜水的3个补给源,并区别出一组氚含量极低的潜水,对不同位置的承压水和潜水,由其同位素关系估算出了各补给源的组成和变幅.     

晋陕蒙接壤地区岩溶地下水与黄河水环境同位素特征分析

本文通过晋陕蒙接壤地区岩溶地下水与黄河水环境同位素特征的分析、研究,得出由补给区→迳流区→排泄区,岩溶水氚值由高变低, 14C年龄具有由低逐渐升高的变化规律;利用同位素的高程效应,计算得到岩溶水补给区的补给高程为1500～1600m;利用氚值的衰变估算,岩溶地下水的运移速度为3. 8～2. 1km /a,反映出岩溶水由补给→排泄区由快到慢的运动过程。文中还利用黄河水与岩溶水的氚值,估算了黄河西岸岩溶水中有25%来自黄河水入渗,75%来自东部岩溶水的补给。      

鄂尔多斯白垩系地下水盆地天然水体环境同位素组成及其水循环意义

鄂尔多斯白垩系地下水盆地天然水体的环境同位素组成表明,区内各种地表水体（河流和湖淖）在δ18O和δD图上主要分布在雨水线右侧,其关系线的斜率明显小于雨水线的蒸发线,集中反映蒸发作用对地表水体的影响。盆地内地下水大致集中沿雨水线分布,反映了白垩系盆地内地下水为大气降水成因。盆地南北两区地下水的环境同位素具有明显差异性特点,集中体现了盆地南北两区水循环条件的差异。盆地北区各含水岩组间地下水垂向水力联系比较密切,垂向运动特点比较明显,现代水积极循环带的深度为200 m;南区地下水分层性明显,以水平径流为主,现代水积极循环带的深度为160 m。区内浅层地下水以富氚和高¹⁴C含量为特征,反映为现代水补给;而中、深层地下水则以贫氚和低¹⁴C含量为特征,反映为地质历史时期补给。     

鄂尔多斯盆地渭北东部奥陶系岩溶地下水的补给环境

应用环境同位素方法对渭北东部奥陶系岩溶地下水补给环境进行了研究。认为研究区奥陶系岩溶地下水为统一地下岩溶水系统。其西部碳酸岩裸露区为地下水直接补给区,地表水在裸露区的渗漏补给是本区主要补给方式。碳酸岩浅埋区为岩溶水的间接补给区,碳酸岩中-深埋区为径流和排泄区。本区氘的等值线图指示洛河以东至黄河地段有一"缺口",岩溶水向区外有排泄,氘剩余与氚值关系的研究证实这一地段可能存在地下分水岭。对氚和 14 C的研究表明,区内奥陶系岩溶地下水为混合水,其老水和新水所占比例在补给区和排泄区不同,西部平均老水所占比例为24．73‰,表明西部岩溶露头区吸收降水和地表水能力较强,东南部排泄区老水所占比例为 85．6‰,表明此处为岩溶水的径流排泄区。     

高黎贡山南段主要热泉水化学同位素特征研究

笔者应用水化学同位素技术,对高黎山南段主要热泉成因及循环特征进行了研究,取得了一些重要认识。研究区热泉水为低矿化、碱性、Na-HCO3型水;热泉水主要为大气降水起源,循环速率较快,水岩作用不充分,径流环境多处于相对开放的氧化环境之中。以黄草坝泉、三官泉特征比较明显;地下水补给区主要位于泉点附近高程在1800 m的区域范围之内,为附近区域大气降水补给形成;存在浅层、深层两种混合作用形式,黄草坝泉、三官泉现代大气降水混合比在90%以上;热泉热储温度为100～200℃,循环深度在2000～4000 m。