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达里诺尔湖水动力条件及氢氧稳定同位素试验研究

刘志娇  
【摘要】:水动力学是湖泊水生态环境的重要影响因素之一,水动力学过程决定着水体内部各种物质和能量的输移转化过程,在很大程度上决定着水质的宏观变化过程,对水生态环境影响较大的有流速、流量、水深、湖底地形、风速风向等因素,其中流速能较好的反映水体流动特性和水体滞留时间,可作为反映水体水动力条件的综合指标。达里诺尔湖为一个典型的内陆湖,由第三纪初期内蒙高原地面下降运动所致,发展至今,湖泊水域面积逐渐萎缩,近几十年萎缩更为严重,1999年湖泊水域面积为213.54km2,到2010年减小至188.48km2。本文通过对达里湖水域不同深度温盐、流速、流向进行实地测量,得到了温盐、流速、流向空间分布情况,进而结合氢氧稳定同位素对其空间分布特征进行了分析研究。结果显示:1.在垂向上,温度从表层往下逐渐降低,至1.50m层时温度一致降低至15℃以下,之后向下趋于稳定,在水平方向上西南部整体高于东北部,湖水盐度在垂向上混合较为均匀,在水方向上,由于表层受蒸发影响较大,盐度高值区范围较广,1.5m层往下,高值区集中在湖水中部,四周盐度较低,温盐变化呈现良好的正相关性。2.最大流速区在表层时受风影响位于湖的西南角,中层则转移到G点附近,底层时由于受湖底摩擦力又回到湖的西南角,在西北风的影响下,西部整体流速大于东部,周边水流向湖内流动,西北部水流整体由西北向东南流动,东南部水流分别在东部和南部形成顺时针的主环流,东部受鸟岛影响环流强度较弱。冬季达里湖进入冰封期,冰盖阻隔了外界强劲的西北风,使湖水流速几乎为零。从而确定外界的强劲风即为达里湖的主要水动力驱动因子。3.通过氢氧稳定同位素空间分布得出,稳定同位素关系式为:δD=5.8648δ18O-20.583(R2=0.9974),湖水稳定同位素8D的变化范围为-34.33‰~-28.06‰,δ18O的变化范围为-2.56‰~-1.07‰,湖水中δD、δ18O均值远大于入湖河水和周边浅层地下水,由此推断除了入湖河流补给湖水外,周边浅层地下水也是湖水的主要补给源之一,同时,δD、δ18O与温盐相关性良好,δD、δ18O、温盐均与流速大小相关性较差,但都受流速方向影响较大。


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