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达里诺尔湖氢氧同位素与水质水量关系研究

刘晓旭  
【摘要】:本文以内蒙古达里诺尔湖为研究对象,通过研究湖泊冰封期水质指标及水体稳定同位素在冰层和水体中的分布特征,并对冰封期的水质指标浓度与同位素含量的关系进行相关分析,将首次通过湖泊冰封期同位素的分布特征指示湖泊水体及冰体中水质指标的分布特点,使同位素示踪剂成为证明与预测水质指标的评价手段。进一步的利用同位素示踪水循环,通过分析达里湖地区同位素线性关系,并结合总溶解性固体对达里湖的补给关系进行探究,利用稳定同位素物质平衡模型估算达里湖蒸发量,间接地指示出水循环过程中存在的问题。具体得出以下结论:在冰封期,达里湖水体中营养盐的平均浓度相对较高,已远超过国家标准的五类水标准。冰封期由于结冰过程中同位素的热力学分馏效应明显,加之贡格尔河的入流补给,使得达里湖冰体中的氢、氧同位素的含量远高于水体中的含量。本文首次得出同位素与营养盐在冰-水以及冰体中具有显著负相关关系,通过定量关系方程:TN=-0.2825 D-6.0083和TP=-0.0805D-1.2395,实现了冰封期以氢氧同位素对水质指标的指示。对达里湖水循环过程中不同水体稳定同位素的含量进行回归分析,推求达里湖地区的大气降水线δD=6.6866δ18O-8.3124(R2=0.7908)以及达里湖蒸发趋势线δD=4.5349δ180-27.054(R2=0.9009),分析线性关系以及总溶解性固体和区域水文地质条件,得出地下水为达里湖的主要补给源。以水体稳定同位素方法为研究手段,利用稳定同位素物质平衡模型估算达里湖的蒸发量,这种方法为内蒙地区水量循环的研究提供了新的方法。


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