基于氢氧同位素示踪法矿坑水径流过程及补给来源研究

为了探明西南某矿山矿坑水的补给来源及受补给后的地下水径流过程,采用了氢氧同位素示踪法即(2H、18O)及放射性氚(3H)进行分析研究。研究结果发现:矿坑水最终来源于近期大气降水补给,地下水整体径流过程为部分浅层水补给深层承压水,部分深层承压水通过拖顶越流方式补给浅层水,说明矿区因各形态断层的密集发育,原有的砂页岩隔水层部分地段丧失了隔水性能,使地下水含水系统成为统一的含水体。     

山西郭庄泉岩溶水系统环境同位素研究

利用环境氚为信号建立模型计算岩溶水资源,以前只考虑降水氚浓度的作用,而没有考虑因补给条件差异所产生的氚信号差异。本文所研究的郭庄泉岩溶水系统则同时考虑降水氚信号、石炭二叠系含水层地下水转换补给氚信号以及汾河水氚信号的输入,采用多输入——单输出模型计算岩溶水系统地下水平均滞留时间及储存量。      

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。      

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。     

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。      

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。     

焦作地区天然水环境同位素组成及其在岩溶水文地质中的应用

本文在研究焦作地区的大气降水、地表水和地下水的氢氧稳定同位素组成和氢的放射性同位素(氚)以及它们的分布特征的基础上,利用环境同位素水文地质方法探讨了焦怍地区岩溶水的补给、迳流和排泄条件,并分析了焦作岩溶水系统与三姑泉岩溶水系统的关系。      

岩溶含水系统降水入渗补给研究进展

岩溶含水系统中赋存着丰富的优质地下水,而大气降水是浅部可供开采的岩溶地下水的最主要补给来源。受岩溶含水系统各向异性、不均一性和直接观测难度大等因素的影响,降水入渗补给量的计算是一个非常复杂的过程。确定岩溶含水系统的汇水范围是降水入渗补给计算的首要问题,示踪法与经验公式法被证明是最有效的两种方法。降水入渗补给量的计算方法主要包括水文过程线法分析法、氧同位素法、氯质量平衡法、基于GIS的多变量综合分析法和模型法。本文对目前岩溶含水系统降水入渗补给计算方法的关键点和适用条件进行了总结和对比,同时指出大气降水物理化学性质的时空特征以及水-岩反应可以作为未来研究岩溶含水系统降水补给的研究方向之一。     

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。     

吉林省大气降水氚浓度恢复的区域模型探讨

历年大气降水氚浓度资料是模拟地下水运动和自然界水循环的基础,我国缺失１９５３￣１９７８年降水氚浓度系列观测资料。为再现这段历史,本文采用趋势分析,ａｇｒａｎｇｅ插值及相关模拟等方法,建立了吉林省大气降水氚浓度恢复的区域模型（Ⅰ,Ⅱ）,最后对区内典型站的降水氚浓度进行了恢复。     

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。     

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。     

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。     

渭北东部奥陶系岩溶地下水环境同位素特征分析

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.     

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。     

应用环境同位素分析吉林市松花江水与地下水的联系

水的环境同位素可以用来研究地下水的来源、地表水和地下水的关系,进而间接判断水质的相互影响.通过松花江吉林市江段两条剖面的氘、氚、氧同位素特征分析,结合水化学及水文地质条件,阐明了吉林市地下水来源以现代当地大气降水为主,仅在市区部分江段500 m范围之内受松花江水影响,并计算了该段江水对地下水的补给比例.为判断当地突发性水污染事件对地下水的影响范围及污染防治提供了依据.     

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.     

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。     

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。