西北某区地下水同位素特征分析

采用环境同位素和水化学等分析方法,通过分析研究西北某区地下水的环境同位素特征和化学特征,确定了该研究区内地下水的起源及其相对年龄,明确了地下水的相对补给区与排泄区。研究结果表明,区内地下水的化学类型主要为SO4.Cl-Na.Ca型,地下水赋存的环境属于弱碱性强氧化环境,最终来源主要为大气降水,大部分属于古老地下水,且地下水同位素δ值高程效应明显。地下水的补给和更新能力很差,呈现出研究区含水系统水循环交替速度很慢,更新周期很长的特征。     

应用环境同位素方法研究塔里木河下游浅层地下水

对比浅层地下水与河水及降水的环境同位素数据表明，塔里木河下游浅层地下水直接起源于河水，其初始同位素组成为δＤ＝－７０．５‰，δ１８Ｏ＝－１０．５‰。稳定同位素研究证明，地下水中的高盐份主要是再度强烈蒸发的结果。利用环境氚，根据指数模型初步计算了地下水年龄和年平均补给量。     

生态输水工程对塔里木河中下游地区地下水循环特征的影响

利用环境同位素技术结合水化学特征,对塔里木河中下游地区生态输水影响下地下水循环规律进行监测分析。结果显示:塔里木河中下游各断面地下水p H值变化不大,矿化度和各离子差异明显,地下水水样以Na+、Cl+占绝对优势;矿化度较低的断面其离子浓度变化较小,反之,矿化度高的断面其离子浓度变化幅度较大;塔里木河中游δ2H和δ18O变化趋势基本一致,随着距河道距离的增大,δ18O的值呈增大趋势,下游H、O同位素变化波动较大,下游各样点距河道最近处(即50m处)H、O同位素最小,随着距河道距离的增大,H、O同位素亦呈增大趋势变化;塔里木河中下游地下水、地表水中δ2H和δ18O之间均呈明显的线性关系,中游地表水补给是地下水的主要来源;下游地下水中H、O同位素则普遍高于地表水,说明水体受到严重的蒸发作用,导致同位素富集外,也说明存在地下水对河水的补给。     

峨眉山柿子坪热田地下水碳氧同位素特征初步研究

在峨眉山柿子坪热田地质调查及热水勘探过程中 ,采用了碳、氧同位素地球化学方法 ,结果发现不同成因类型的地下水其碳、氧同位素组成特征各不相同 ,为查明地下热水的形成条件提供了重要依据 ,表明用地下水中 HCO-3 的碳、氧同位素组成来研究地下热水系的发育特征是有前景的     

全球变化研究中的同位素地球化学

全球变化研究是90年代以来最为引人注目和关切的环境科学问题之一。全球环境变化的信息储存于树轮、湖泊、冰芯、黄土、地下水和海洋沉积物等载体中,随着稳定同位素技术的发展,同位素示踪剂指示环境变化的信息,成为了解古环境再造和现代环境信息变化的一个强有力的工具。     

环境同位素技术的应用

近年来,地球化学方法不断地用于地下水的勘探,环境同位素技术也被当作地球化学方法的一部分。最常用的环境稳定同位素氚和~(18)O作为水的理想示踪剂比地球化学示踪剂具有更明     

干旱半干旱荒漠化草原区降水-地表水-地下水同位素分布特征——以达尔罕茂明安联合旗为例

为能揭示出研究尚处于初级阶段的干旱半干旱荒漠化草原区水循环机理,本文应用被视为水体“DNA”探索的同位素示踪方法,对以达尔罕茂明安联合旗为例的干旱半干旱荒漠化草原区所采集的降水、地表水和地下水中同位素含量的时空分布特征进行探究。根据降水氢氧同位素含量及其氘盈余(d)值的变化过程,发现研究区大气降水水汽在夏季主要受海洋季风的影响、冬季主要受蒙古高压影响,而且从时空变化来看研究区地表水和地下水同位素含量随时间变化不大但由于纬度和降水源区不同的影响随着自西向东的空间变化各水体同位素含量逐渐变大。此外,研究区地表水和地下水同位素含量均散落于当地大气降水方程线下方,说明研究区域内地表水和地下水的补给来源主要为降水,并且部分区域地表水与地下水同位素含量分布比较集中,属于交叉分布,说明这些区域还存在地表水和地下水转换互补。     

非均质裂隙渗流场研究中的水化学方法

采用水化学分析、氢氧同位素示踪和氯离子质量平衡法相结合的手段，对非洲博茨瓦纳的帕拉匹水源地的地下水资源进行分析。结果表明该水源地有2层水化学类型不同的含水层，即茨瓦蓬和鲁村纳2个含水层，而且地下水主要在裂隙网络中运动。氢氧同位素示踪说明茨瓦蓬含水层的地下水主要来源于未受强烈蒸发的大气降水补给，用氯离子质量平衡法计算大气降水补给每年约17mm。     

北疆大气降水水汽源识别及其对地下水补给的指示意义

 大气降水是水循环的输入项,其同位素特征是示踪水汽来源及运动路径的有效工具。利用北疆4个大气降水观测站的同位素数据,结合HYSPLIT模式,重点分析了北疆大气降水同位素特征。区域大气降水线方程δD=7.3δ¹⁸O+3.5,反映了新疆独特的干旱气候环境。受不同降水水汽来源影响,天山及阿勒泰2个地区降水同位素特征表现不同。天山地区受西风带水汽季节性漂移的影响,氘盈余夏季低冬季高,成“V”型;阿勒泰地区常年受北冰洋水汽影响,氘盈余年内变幅不明显。尽管δ¹⁸O均表现为夏季富集、冬季贫化,但多年均值差异明显,该差异也使得利用同位素确定地下水补给来源成为可能。准东盆地东天山附近地下水主要受到来自东天山的大气降水补给,而北侧自流区地下水同位素相对贫化,与阿勒泰站大气降水同位素及氘盈余特征相似,结合地形、水文地质条件等特征,认为该区主要受克拉美丽山大气降水补给。     

飞凤山处置场地下水水化学、氢氧稳定同位素特征及其指示意义

飞凤山低中放固体废物处置场是中国西南地区极为重要的核废料处置场。处置场位于四川省北部山区,地层是一套志留系泥页岩,属于传统意义上的低渗透性岩类,但处置场地下水特征与低渗透性岩类中地下水活动规律不符。为了研究处置场地下水特征与补排关系,通过现场调查、取样分析等手段,测定处置场及其周边地下水的化学特征及同位素,分析地下水补给、径流、排泄关系,掌握地下水的基本规律。研究表明:飞凤山处置场地下水化学类型主要为HCO_3-Ca型,处置场降水井地下水化学类型为HCO_3~-(K+Na)·Ca;研究区氢氧同位素数据表明飞凤山地区凉水井一带及处置场T06取样点附近受降雨直接快速补给,其他区域大气降水入渗地下过程中一定程度受到了蒸发作用的影响;处置场降水井地下水来源虽然是大气降雨,但其补给高程较其他区域更高,且径流通道是处置场SE-NW方向的裂隙密集带。在区域及处置场范围,存在一种地下水通过裂隙密集带径流补给的形式,从而形成了处置场降水井附近的远源补给。     

苏北平原隐伏玄武岩地下水研究

针对苏北平原地表水污染严重,深层承压水成为主开采层,在大量抽取地下水之后,依然存在高水位地区的问题,对连云港、淮安、扬州、泰州和盐城等地的河水、地下水进行采样,测试分析了样品的氢氧同位素以及水化学特征。结果表明:苏北平原承压水氢氧同位素相对于地表水和浅层地下水贫化,并非来自当地降水下渗以及上部含水层越流补给,补给源具有明显的同位素贫化的特征;地下水接受现代降水补给,承压水中测到明显的来自核试验的氚;地下水水岩反应以硅酸盐反应为主,上新世以来东亚地区发生了多期火山喷发,第四纪地层下的隐伏玄武岩地区可能是深层地下水发生水岩反应并产生偏硅酸的主要含水层,而后这些富含偏硅酸的地下水通过断裂带运移到第四纪承压含水层中。     

滇西兰坪盆地马登温泉碳酸根同位素组成示踪研究

在系统测定和分析了兰坪盆地碳酸盐岩地层碳、氧同位素（１３Ｃ、１８Ｏ）组成特征和地层中方解石脉，地下水中碳酸根及泉华碳氧同位素组成特征的基础上，发现方解石脉，地下水碳酸根及泉华碳、氧同位素组成特征与原岩存在相关关系。据此，以马登温泉为例，论证了地下水碳酸根碳，氧同位素作为“示踪剂”确定其补给含水层的可行性。结果是马登温泉的补给含水层为晚三叠世歪古村组碳酸盐岩地层，同时也证实了马登盆地地下存在歪古材组含盐系地层。     

环境同位素方法对平凉隐伏岩溶水运移分析

通过运用环境同位素方法,建立了研究区大气降水方程。进而确定了该区隐伏岩溶水的补给高度,分析了大气降水、地表水、地下水,三水转化关系,提供了传统水文地质方法不能提供的水文地质信息。     

衢江流域地表水与地下水的转化关系

地表水和地下水之间的转换关系是流域水循环和水环境问题研究的关键.以水化学和氢氧同位素作为示踪剂可以在一定程度上反映流域内地表水和地下水之间的关系.以衢江流域为研究区,分析了流域内地表水、地下水的水化学和氢氧稳定同位素的空间分布规律和演化趋势,定性和定量地揭示了流域内地表水与地下水的转化关系,结果表明:①溶解性总固体(TDS)、pH指标显示研究区地表水与地下水水化学指标空间变化特征相似,两者转化频繁;流域上游主要是地下水补给地表水,中下游则主要是地表水补给地下水;②阴阳离子组分显示:研究区水化学类型主要是HCO3-Ca、HCO3·Cl-Ca类型水,流域内水的最终来源为大气降水;水中离子主要受岩石风化和降水因素影响;③δD-18δO关系显示氢氧同位素含量沿河水流向不断富集;依据氢氧同位素与大气降水线之间的关系,显示出研究区地下水和地表水均受大气降水补给;④地表水与地下水的定量关系显示:研究区上游主要是地下水补给地表水,地下水对地表水的平均贡献率为19.67％,日均补给量为2.73×106 m3/d;中下游主要是地表水补给地下水,地表水对地下水的平均贡献率为22.77％,日均补给量为3.49×106 m3/d.     

埋藏古木树轮碳、氢、氧同位素研究与古气候重建

树轮作为自然档案的一种,其同位素研究对探讨全球气候和环境变化具有重要的意义.文章系统地介绍了树轮碳、氢、氧同位素的分馏原理, 研究方法以及纤维素的提取等.研究表明,树轮同位素作为环境变化的示踪剂,是古环境再造和了解现代环境气候变化的一个强有力工具.尤其是在过去全球变化(PAGES)研究中,埋藏古木纤维素中的碳、氢、氧同位素分析已成为环境演化研究的主要量化手段.另外,对于中国这样典型的季风气候国家,开展树轮稳定同位素随季节性变化的研究具有重要的意义. 我国在树轮研究方面起步较晚,研究方法和研究内容上也比较简单,还存在不小差距,既要进一步积累基础资料,又要做区域对比,加强与相关学科的交叉研究.     

天津浅层地下水海水入侵的水化学特征及氧同位素示踪研究

本研究通过对天津浅层地下水进行取样调查,研究与海水入侵相关的水化学因子,并进行筛选分析,归纳天津地区浅层地下水中水质咸化的水化学特征,并以此判定天津地区浅层地下水中不同程度的入侵均有发生.在原有咸水区的基础上,运用~(18)O同位素手段开展地下水物源示踪,氧同位素δ值整体表现由陆至海方向呈逐渐增加趋势.最终通过同位素特征测算地下水海水混合比例,进而划分天津现代海水入侵区,并评估海水入侵的强度等级,归纳适用于天津地区现代海水入侵的判定方法.     

赣南红层地区地下水水化学特征及成因分析

为研究赣南红层地区地下水资源及保障区域供水安全,基于水文地球化学理论,运用数理统计、Pipper三线图、Gibbs模型、水化学平衡法、同位素示踪法和离子比例系数法等方法,分析了研究区地下水水化学特征及主要离子来源。结果表明：研究区地下水水化学类型以HCO₃-Ca、HCO₃-Ca·Na为主,主要阳离子和阴离子分别为Ca²⁺和HCO^-₃;氢氧同位素特征显示研究区地下水起源于大气降水,Sr同位素主要来源于硅酸盐岩和碳酸盐岩风化的混合。地下水中石膏、岩盐、白云石、方解石和硅酸盐岩均处于未饱和状态。影响研究区地下水离子组成的是硅酸盐岩和碳酸盐岩的风化溶解作用,碳酸盐岩风化溶解控制区以方解石溶解为主。地下水在径流过程中存在阳离子交换作用,阳离子交换以地下水中的Ca²⁺、Mg²⁺置换围岩矿物的Na⁺、K⁺为主,人类活动对地下水离子组成的影响较小,其中工矿活动的影响大于农业活动和生活污水排放。     

基于同位素与水化学分析法的地下水补径排研究——以苏锡常地区浅层地下水为例

在分析研究区浅层地下水空间分布特征的基础上,采用同位素与化学分析相结合的方法研究苏锡常浅层地下水的补径排条件.利用氢氧同位素的分析结果,建立潜水与微承压水的δD-δ18O%关系曲线,分析潜水含水层与河流、湖泊等地表水体关系;利用放射性同位素氚与14C研究微承水与现代水的补给关系;利用常规的水化学分析方法研究浅层地下水补...     

关中盆地地下水氚年龄的计算

环境同位素氚是研究现代渗入起源地下水的理想示踪剂。通过在关中盆地典型地貌的系统取样,利用插值法对关中盆地1953年以来的大气降水氚浓度进行了恢复,并根据恢复结果选用3种模型对不同地貌单元地下水氚年龄进行了计算,得出地下水的平均滞留时间。计算结果表明渭河以北潜水从山前冲洪积扇→黄土台塬→冲积平原呈现出新→老→新的特征,其中山前冲洪积扇潜水氚年龄最小,地下水滞留时间最短。所得结果符合实际水文地质条件。     

基于Cl~-和氢氧稳定同位素的敦煌盆地地下水演化与补给

应用Cl-和氢氧稳定同位素示踪剂研究了敦煌盆地第四系含水层的地下水演化与补给过程.结果表明绝大多数地下水样品中c(Na+)/c(Cl-)1,碳酸盐的平衡反应和反硝化作用使地下水中ρ(HCO~(3-))和ρ(NO~(3-))较低.一般情况下地下水中Mg~(2+)的来源与Ca~(2+)相似,但由于含镁岩如白云岩、菱镁矿在水中的溶解性大于含钙盐,因此ρ(Mg~(2+))高于ρ(Ca~(2+)).芒硝的溶解对Na+和SO42-有重要的贡献.敦煌盆地地下水氢氧同位素沿当地大气降水线分布,反映了敦煌盆地第四系地下水起源于大气降水.南湖地下水主要接受党河上游冰雪融水的补给,敦煌浅层地下水广泛接受河流侧渗补给,反映了现代地表水补给的特点.敦煌深层地下水同位素值很低,可能是由于过去较冷时期的古水补给.