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《兰州大学》 2007年
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应用环境同位素研究巴丹吉林沙漠地下水补给来源

黄天明  
【摘要】: 在分析巴丹吉林沙漠及周边地区地下水同位素、水化学特征、水文地质条件和古气候特征的基础上,建立了中国西北大气降水线(LMWL)δ~2H=7.56δ~(18)O+5.05‰;详细分析了各站降水中氢氧稳定同位素的温度效应和地方效应;利用多元回归分析,建立西北降水中δ~(18)O和δ~2H与月平均空气温度、降水量、海拔、纬度的相关关系,并利用标准化法确定了以上四个因素对δ~(18)O和δ~2H影响权重,影响降水中δ~(18)O和δ~2H分布的主要影响因子是月平均空气温度,月平均空气温度对δ~(18)O影响权重占到59.9%,对δ~2H的影响权重占到57.0%,其次是降水量,分别是-17.5%和-16.4%;利用氢氧同位素,将巴丹吉林沙漠地下水和湖泊关系归纳为三种类型,即排泄型、径流型和排泄径流型;定义了巴丹吉林沙漠及古日乃地区降水线方程为δ~2H=7.77δ~(18)O+7.56‰,并利用纬度效应,确定出巴丹吉林沙漠现代降水中氧同位素的雨量加权值为-7.3‰;巴丹吉林沙漠地下水受到低湿度下的强烈蒸发作用,与降水线的截距为-11.4‰VSMOW,并与周边地区进行了比较,具有相似性,据此推断巴丹吉林沙漠地下水是在气候冷湿条件下补给的,年龄在万年尺度,随着近千年来气候向暖干型转变,导致了地下水位下降和由地下水补给的湖泊萎缩;巴丹吉林沙漠地下水化学演化过程中,发生了硅酸盐溶解、石膏的溶解和碳酸钙的沉淀,利用反相模拟技术,否定了雅布赖山区的快速补给路径,可能的补给路径是降水;通过水量平衡关系,得出地下水年变化为△h=-11.8mm/a,与实际较为相符。
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