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     

渭河白杨水源地环境同位素研究

本文应用环境同位素（＾１４Ｃ、＾１３Ｃ、＾３Ｈ、Ｄ及＾１８Ｏ）对渭河白杨水源地地下水年龄、运移过程和一些水文地质参数进行了研究。研究结果表明，水源地潜水为现代水补给，氚含量较高，渭河河水对其补给量约占１／２左右；中、深层承压水补给途径较远，＾１４Ｃ年龄分别为距今４０００￣５０００年和７０００￣８０００年。δ＾１８Ｏ值变化不大，说明主要来源于大气降水补给。     

湖北鸡笼山铜矿区地下水氚年龄研究

本文讨论了鸡笼山铜矿区地下水中T（氚）分布特征。用数学模型计算了地下水的氚年龄，分析了夹溪湖水与岩溶水之间的补给与排泄关系。     

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。     

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。     

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。     

宁南清水河盆地地下水循环特征与苦咸水成因

奉义以宁南清水河断陷盆地为例，研究西北干旱区储水盆地水循环特征与苦咸水成因机制。通过环境同位素特征分析，水化学模拟计算以及水文地质控制因素分析，阐明研究区地下水主要由大气降水补给形成，地表水难以形成持续性补给源；清水河平原地下水从形成上划分为：浅层现代水、深层古水、混合水。现状开采条件下，浅层现代水与深层占水的定量转化关系为山前洪积扇地下水7．6：2．4，平原下游地下水3，2：6．8，平原丰要开采区地下水5．2：4．8～6．6：3．4；山前洪积扇和冲积平原浅层地下水循环时间为7－28年，下游平原深层地下水循环时间为300年以上，上游冲积平原中深层地下水，总体上介于以上二者之间。各主要开采区，可更新能力在人工开采条件下明显增强，时间为60～75年；研究区苦咸水主要是地下水溶解了含水层介质中大昔的膏盐，矿化度增高所致。     

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。     

渭北东部奥陶系岩溶地下水环境同位素特征分

本文通过对渭北东部岩溶地下水环境同位素组成特征的研究，分析了大气降水、地表水、地下水三者之间的转化关系，并对研究区岩溶地下水的形成进行了初步探讨，认为大气降水是研究区岩溶地下水的补给源，地表水与地下水之间存在水力联系，地表水对地下水的补给占补给水源的74.3％。西部岩溶裸露区为岩溶水的直接补给区，其周边浅埋区为岩溶水的间接补给区，东南部的岩溶中-深埋区为岩溶水的径流排泄区。     

黑河流域水循环过程中地下水同位素特征及补给效应

通过环境同位素及其Tamers、IAEA模型应用研究表明,黑河流域水循环过程中地下水同位素特征与补给源属性和数量密切相关,具有非均一性;东部以山区降水通过出山地表径流补给为主,西部冰川雪融水和山区基岩裂隙水是主要补给源,下游区依赖中游区河水下泄状况,蒸发特征明显。东部同位素较新且地下水更新较快,西部同位素较老且地下水更新较慢;祁连山前戈壁带地下水同位素与山区河水相近,细土平原带地下水补给河水;高台一带受酒泉低氚值地下水补给影响而河水和地下水氚值都偏低;近河道带地下水年龄较新,远离河道则较老。因此,充分利用地下水与地表水之间转化规律,联合优化调控,有利于该区地下水资源可持续利用。     

稳定同位素和放射性同位素方法在铀矿水化找矿中的应用

在水文地球化学找矿研究中,采用稳定同位素和放射性同泣素方法判别放射性水异常及其成圈是一个重要的课题。在宝昌盆地采用氢氧同位素及氚的研究确定了3种类型的地下水异常。它们是:(1)局部淋滤富集和蒸发浓缩作用形成;(2)铀矿化引起的异常水;(3)深部与浅部水的混合作用形成。异常水的补给高程估计为1796m。异常地下水中~(234)U的过剩显示了矿化存在的可能性。同位素水文学的研究为水文地球化学找铀提出了一个新的方向。     

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。     

Environmental Isotopic Characterization of Groundwater and Surface Water in Northeast Missan Province,South Iraq

The present work studies the environmental isotopes assess groundwater characteristics of the different parts of the main aquifer in the northeast Missan Province in south of Iraq.Water samples of groundwater and surface water were collected for two dry and wet seasons during the water year of 2011–2012.The study shows that most of the groundwater in the aquifer falls above the global meteoric water line,and all the samples fall below the Mediterranean meteoric water line,indicating that these samples are a mixture of two water types.The tritium content of these samples supports this conclusion.The overall conclusion of this study indicates that there are two sources of groundwater recharge in the studied area:the ephemeral streams(Teeb and Dewerge) and major precipitation sources.According to the tritium levels at or below one tritium unit(TU) obtained from the water,supply wells are highly confined or "not vulnerable".Overall,the 3H results imply that recent recharge has taken place during the last four to five decades.In the recharge area,the high tritium content in the southern part of the Teeb area suggests that the recharge originates from rapid infiltration of surface runoff.Therefore,the groundwater resources in the study area should be protected from contamination,because it will influence the aquifer in a relatively short period of time if any contamination enters the recharge areas of the aquifer.     

A study of the interrelation between surface water and groundwater using isotopes and chlorofluorocarbons in Sanjiang plain,Northeast China

Surface water and groundwater are the main water resources used for drinking and production. Assessments of the relationship between surface water and groundwater provide information for water resource management in Sanjiang plain, Northeast China. The surface water (river, lake, and wetland) and groundwater were sampled and analyzed for stable isotopic (δD, δ ¹⁸O) composition, tritium, and chlorofluorocarbons concentrations. The local meteoric water line is δD = 7.3δ ¹⁸O–6.7. The tritium (T) and chlorofluorocarbon (CFC) contents in groundwater were analyzed to determine the groundwater ages. Most groundwater were modern water with the ages <50 years. The groundwaters in mountain area and near rivers were younger than in the central plain. The oxygen isotope (δ ¹⁸O) was used to quantify the relationship between surface water and groundwater. The Songhua, Heilongjiang, and Wusuli rivers were gaining rivers, but the shallow groundwater recharged from rivers at the confluence area of rivers. At the confluence of Songhua and Heilongjiang rivers, 88 % of the shallow groundwater recharged from Songhua river. The combination of stable isotopes, tritium, and CFCs was an effectively method to study the groundwater ages and interrelation between surface water and groundwater. Practically, the farmlands near the river and under foot of the mountain could be cultivated, but the farmlands in the central plain should be controlled.     

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...     

河西内陆干旱区地表和地下水资源的相互转化研究

根据有关台站的水文气象观测资料及"九五"国家科技重点攻关项目"96－912"专题有关成果,对甘肃省河西内陆干旱区地表水、地下水资源的数量、分布特征与变化规律及相互转化关系进行了分析和研究。结果表明,内陆干旱地区的地表径流主要形成于中、高山区,散失于山前平原和沙漠。径流的补给来源主要为大气降水、冰雪融水和地下水。降水量及其时空分布对水资源的形成有着重要的影响。这里降水、河川径流与地下水转化关系十分明显。内陆干旱地区水资源最主要的特征就是从山区到平原地表水与地下水在不同地质地貌单元间的相互转化,并且由径流源区的山区到河流下游的平原,不同区域、不同地段地表水与地下水的转化关系及地下水的流动模式亦不相同：即由降水与冰雪融水下渗所形成的山区地下水绝大部分以基流形式排泄,形成地表径流进入盆地;而河流在进入盆地或平原区流经透水性极强的山前冲、洪积平原后又大量渗漏补给地下水,山前冲、洪积扇平原的地下水沿地形坡降向冲积平原运动至冲积扇缘地带后,由于含水层土壤颗粒变细,导水性减弱,形成地下水溢出带,地下水沿沟壑呈泉水大量溢出地表,汇集成泉沟进入河流而转化成为地表水。在冲、洪积扇以下的冲积平原上,潜水含水层土壤颗粒细,地下水埋藏浅,径流水平流动缓慢,地下水以垂向水量交替为主。在自然状态下,冲积平原下游直到尾闾湖;洪水季节（洪水季节外,河川径流量很小甚至没有）河流泻洪通过河道补给地下水,余水进入尾闾湖。正是水量不大的河水及其所转化形成的地下水维系着西北内陆干旱地河流下游地区的绿州的存在和这里十分脆弱的生态环境。这些地表水与地下水之间的转化过程的这种特征直接影响本地区水资源的开发利用模式。目前,在上游地区大规模发展经济、开发水资源的情况下,随着地表径流利用率的不断提高和地下水得到的补给减少,许多地方泉水量减少甚至枯竭,原来的泉灌区被迫变为井灌区。冲积平原下游即使在洪水季节也很难接受上游地表径流的补给,造成地下水位持续下降,植被死亡,土壤荒漠化。因此,内陆干旱区的水资源开发利用必须从整个流域的角度出发进行统一的合理的规划,总结不同类型地区水资源开发利用过程中的经验教训,逐步建立不同类型最优化的水资源利用模式,这将对今后干旱区的水资源开发利用具有重要的意义。     

Distribution of tritium-helium groundwater ages in a large Cenozoic sedimentary basin (North German Plain)

The travel time of groundwater plays a major role in the understanding of hydrogeological systems; however, large data sets necessary for regional studies of groundwater age are rare. In this study, a unique large data set of groundwater samples analysed for tritium and helium isotopes collected over the last 20 years from Cenozoic aquifers of the North German Plain is explored. Hereby, the variety of natural and technical influences on the tritium-helium age, including screen depth and length, groundwater recharge rate and climatic effects, are investigated. To a sampling depth of ~40 m below ground level, the median tritium-helium age increases almost linearly with depth, reaching a maximum of 40 years. Below, the portion of older, tritium-free water rises. The tritium-helium ages of the tritium-bearing portion increase only slightly to a maximum of about 46 years. The depth distribution of the tritium-helium age shows a dependency on groundwater recharge rates. Considering the same depth level, younger ages are related to higher groundwater recharge rates as compared to groundwater that infiltrated in areas with lower recharge rates. This is especially observed for shallow depths. Tritium-helium ages younger than 40 years are reflected well in the atmospheric tritium input curves, while deviations from it can be related to anthropogenic influences such as input from nuclear power plants and irrigation with deep, tritium-poor groundwater. The regional distribution for shallow wells indicates increasing tritium-helium ages from west to east, corresponding to decreasing groundwater recharge rates due to the more continental climate in the east.

     

临涣矿区地下水的环境同位素研究

对淮北临涣矿区的主要矿井充水含水层中的地下水稳定环境同位素Ｄ、１８Ｏ和放射性环境同位素Ｔ、１４Ｃ进行了取样检测。通过对测定参数的同位素水文地质学分析,证明矿井各充水地层相对封闭,地下水形成年龄已达２ 万年左右。