基于环境同位素技术的流域水循环研究：以怀沙河为例
文献类型：学位论文
| 作者 | 刘相超 |
| 答辩日期 | 2005-09-07 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 夏军 ; 宋献方 |
| 关键词 | 流域水循环 环境同位素 主要阴阳离子 水化学 地表水 地下水 相互关系 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 英文摘要 | 地表水——地下水相互作用是流域水循环的一个重要环节，研究流域地表水——地下水相互作用对于彻底研究清楚流域地表面之上和地表面以下水分的相互转化和相互联系具有重要的意义。 近年来，环境变化和人类活动严重影响了流域水循环状况，尤其是我国华北地区的流域水循环方式发生了巨大变化，严重影响了工农业生产对水资源量的需求。环境同位素技术和水化学是研究流域水循环宏观过程机理和微观过程机理相结合的新技术，是运用水循环过程中水体中水分子自身发生的氢氧同位素含量变化以及水体中溶解的水化学组成变化反向推导水循环过程中发生的循环过程机理的技术方法。 本文以位于北京市怀柔区的怀沙河流域为研究对象，通过现场调查、采样并进行室内氢氧同位素组成和主要阴阳离子含量测定，运用环境同位素技术和水化学详细分析了变化环境下和人类活动影响下的怀沙河流域地表水——地下水相互转化关系。 本文首先采用泉水、河水和井水水体电导率和高程之间的关系，初步得出流域内地表水和地下水的运移主要受地形的影响、地表水和地下水的运移方向从海拔高处运移向海拔低处的结论；结合水体中主要阴阳离子的空间变化趋势，详细分析了地表水和地下水的运移路径；结合主要阴阳离子间的相关关系，推导了流域内地表水和地下水的水化学变化趋势，揭示了流域内水化学类型演化规律和主要阴阳离子含量对电导率的贡献。以中国大气降水线为参照，对比流域泉水、河水和井水样的氢氧稳定同位素组成，详细分析了流域内泉水、河水和井水的氢氧稳定同位素空间分布特征。依据泉水出露的高程和氧同位素含量之间的关系，揭示出泉水的氧同位素高程效应，为推断流域上游地区地下水的补给来源提供了理论依据，并由此得出研究流域为非闭合流域的结论，流域内相当一部分地下水来源于流域之外高程较高的区域。之后运用水化学和氢氧同位素分布，确定了流域上游、中游、中下游和下游的地表水——地下水转化关系：流域干支流上游地下水的赋存形式主要是潜水，地下水出露形成泉水或者地下水通过渗流形式补给地表河川径流；流域中游地表水——地下水之间的转化比较复杂，在干涸河道的上端，地表水通过下渗补给地下水，在干涸河道的下端，地下水逐渐出露或由于人工抽汲方式补给地表水，而在干涸河道之上，蒸发作用较强烈，地下水通过蒸发形成大气水；流域中下游主河道接受来自流域中部较大支流地表水和人工抽取河道地下水的补给，并且河流两岸地下水也通过渗流方式补给河川径流；流域下游河川径流接受远距离地下水运移和地表水的混合补给，并且河流两岸出露的泉水对河川径流的补给量也非常可观。 最后，运用质量平衡法，结合降水中的氯离子雨量加权平均浓度和泉水的平均氯离子浓度估计了降水对地下水的补给比例，依据降水对流域内地下水的补给比例远小于年平均径流系数的结论，联系流域内水文地质状况和地下水的补给来源，进一步证明了研究流域为非闭合流域，流域内相当一部分地下水来源于流域之外海拔较高的区域；之后运用地表水和地下水中的氯离子浓度和氧同位素组成估计了流域内不同部位地表径流和地下径流对河川径流的相对贡献。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-12-16 |
| 页码 | 117 |
| 源URL | [http://192.168.22.105/handle/311030/138]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘相超. 基于环境同位素技术的流域水循环研究：以怀沙河为例[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院研究生院. 2005. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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