漓江流域δD和δ 18 O對(duì)蒸發(fā)的指示作用
發(fā)布時(shí)間:2021-11-03 09:22
以漓江流域?yàn)槔槊鞑煌w之間氫氧穩(wěn)定同位素組成特征,并探討氫氧穩(wěn)定同位素對(duì)漓江流域的蒸發(fā)過程指示作用.結(jié)果表明:流域內(nèi)不同水體之間,氫氧穩(wěn)定同位素表現(xiàn)出不同的組成特征,地表水和地下水,在豐水期δD值和δ18O值要比枯水期更容易富集,地下水的δD值和δ18O值分布范圍較地表水小;隨著水溫的升高,δ18O的變化趨勢(shì)比d-excess明顯.從漓江上游到下游高程逐漸下降,河水線的斜率和截距也在逐漸減小,其中漓江下游河水線的斜率和截距要低于當(dāng)?shù)卮髿饨邓,表明下游受到蒸發(fā)作用較強(qiáng)烈;地下河水線、地表河水線在一定程度上偏離當(dāng)?shù)卮髿饨邓,但偏離程度較小,表明三者之間有很好的水力聯(lián)系.受溫度和濕度的共同影響,漓江干流豐水期河水的蒸發(fā)量占最初水體總量的0.7%9.1%,枯水期河水的蒸發(fā)量占最初水體總量的2.6%9.7%,豐水期的蒸發(fā)比例低于枯水期,從上游到下游蒸發(fā)比例在逐漸上升.研究區(qū)蒸發(fā)量估算值為959.40mm,與多年實(shí)測(cè)值少43.11mm,相對(duì)誤差4.70%.氫氧穩(wěn)定同位素對(duì)研究區(qū)降水、地表水、地下水之間的轉(zhuǎn)換規(guī)律具有重要的實(shí)際...
【文章來源】:中國環(huán)境科學(xué). 2020,40(04)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:12 頁
【部分圖文】:
漓江流域不同水體δFig.5PlotofδDvs.δ18Oofdifferen總的來說,河水線和地下河水線的斜率和截距
凰刈槌?特征,進(jìn)而揭示地表水和地下水之間的潛在水力聯(lián)系,為流域水資源評(píng)價(jià)、保護(hù)、開發(fā)、利用以及生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供科學(xué)依據(jù).同時(shí),通過對(duì)漓江流域不同水體中氫氧穩(wěn)定同位素組成及水文過程的研究,以期為中國亞熱帶季風(fēng)氣候穩(wěn)定同位素水文循環(huán)過程的進(jìn)一步研究提供科學(xué)參考.1材料與方法1.1研究區(qū)概況110°10′110°20′110°30′圖例采樣點(diǎn)巖溶區(qū)地下水地表河地層城鎮(zhèn)城市縣城25°40′25°30′25°20′25°10′25°00′24°50′圖1采樣點(diǎn)分布Fig.1Locationoflocationofwatersamplingsitesinthestudyarea漓江流域位于我國西南地區(qū),廣西壯族自治區(qū)的東北,發(fā)源于桂林北部的興安貓兒山,是珠江水系桂江的上游段.漓江流域地理坐標(biāo):E109°45′~111°02′,N24°16′~26°21′.流域全長164km,面積約為6050km2.整個(gè)流域以漓江為軸線,呈南北向狹長帶狀分布(圖1),由北向南,依次流經(jīng)興安、靈川、桂林市區(qū)、陽朔.研究區(qū)緯度較低,屬于雨熱同期的中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),年平均氣溫在16.5~20℃,平均為19.5℃,全年平均降水量約2000mm左右,年均相對(duì)濕度為73%~79%[19].漓江流域的豐水期在每年的3~8月,枯水期從每年的9月到翌年的2月[19].流域內(nèi)地表水和地下水是漓江地表徑流的主要來源,在雨季發(fā)洪水時(shí)地表水向地下滲透,枯水期地下水補(bǔ)給河槽[20].據(jù)
力分餾較小,δ18O偏小.同時(shí)研究區(qū)大氣降水源的蒸發(fā)速率相對(duì)較慢,并且大氣降水來源單一[28-29].旱季主要受西風(fēng)帶輸送的水汽源影響,該水汽源主要來自于干旱半干旱地區(qū),風(fēng)速大,蒸發(fā)比較旺盛,因此δD偏重.無論豐水期還是枯水期δD和δ18O具有相似的變化趨勢(shì),不難發(fā)現(xiàn)δD和δ18O沿流程的變化狀態(tài)不完全一致.這是因?yàn)樵谫|(zhì)量效應(yīng)的影響下,δD和δ18O分餾程度不同而造成的[30].δ18O(‰)δD(‰)δD2018-11旱季δD2019-3雨季δ18O2018-11旱季δ18O2019-3雨季圖2δD和δ18O沿漓江流程變化特征Fig.2VariationofδDvalueandδ18OvalueofriverwateralongLijiangRiver2.2漓江流域地下水δD和δ18O組成特征枯水期地下水的δD和δ18O變化分別在-38.4‰~-29.4‰,-6.12‰~-5.34‰之間(表2),平均值分別-34.28‰,-5.87‰.豐水期地下水δD和δ18O變化分別在-33.4‰~-20.5‰,-5.75‰~-4.45‰之間(表2),平均值分別-27.50‰,-5.10‰.地下水δD和δ18O變化范圍較小,空間變化不明顯,呈富集趨勢(shì),表明地下水所處環(huán)境可能較穩(wěn)定.如圖3所示,地下水δD和δ18O隨季節(jié)發(fā)生變化非常明顯,豐水期的地下水δD和δ18O較枯水期偏負(fù).豐水期各地下河δD和δ18O存在很大差異.所有的地下水取樣點(diǎn)中,最明顯的是40XT,41XJ采樣點(diǎn),δD和δ18O最偏正.在枯水期,40XT,41XJ采樣點(diǎn)δD值和δ18O值又明顯偏負(fù),表明這兩條地下河經(jīng)受的水循環(huán)過程與其它地下河顯著不同.除此外,其它地下水采樣點(diǎn)之間δD和δ18O變化不大.由于各個(gè)地下河的內(nèi)部結(jié)構(gòu),補(bǔ)給來源,巖溶管道特征有差異,水循環(huán)過程存在著一定差異,使得每條地下河的δD和δ18O組成特征有差異.δD(‰
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高原內(nèi)陸河流域氣候水文突變與生態(tài)演變規(guī)律——以內(nèi)蒙古錫林河和巴拉格爾河流域?yàn)槔齕J]. 張阿龍,高瑞忠,劉廷璽,房麗晶,秦子元,王喜喜. 中國環(huán)境科學(xué). 2019(12)
[2]漓江流域上游徑流變化分析[J]. 許景璇,代俊峰. 人民長江. 2018(10)
[3]呼倫湖流域氫氧穩(wěn)定同位素特征及其對(duì)水體蒸發(fā)的指示作用[J]. 高宏斌,李暢游,孫標(biāo),史小紅,趙勝男,樊才睿. 湖泊科學(xué). 2018(01)
[4]托來河流域不同海拔降水穩(wěn)定同位素的環(huán)境意義[J]. 李永格,李宗省,馮起,肖蓮桂,呂越敏,桂娟,袁瑞豐,張百娟. 環(huán)境科學(xué). 2018(06)
[5]漓江段地表水體旱季硝酸鹽動(dòng)態(tài)變化特征及其來源[J]. 苗迎,章程,肖瓊,趙海娟,李成習(xí). 環(huán)境科學(xué). 2018(04)
[6]柳江盆地地表水與地下水轉(zhuǎn)化關(guān)系的氫氧穩(wěn)定同位素和水化學(xué)證據(jù)[J]. 谷洪彪,遲寶明,王賀,張耀文,王明遠(yuǎn). 地球科學(xué)進(jìn)展. 2017(08)
[7]用穩(wěn)定同位素方法估算大型淺水湖泊蒸發(fā)量——以太湖為例[J]. 肖薇,符靖茹,王偉,溫學(xué)發(fā),徐敬爭,肖啟濤,胡誠,劉壽東,李旭輝. 湖泊科學(xué). 2017(04)
[8]漓江流域上游水質(zhì)分析和污染物定量分割[J]. 代俊峰,楊藝,方榮杰,蔣立新. 中國農(nóng)村水利水電. 2017(04)
[9]上海降水中氫氧同位素特征及與ENSO的關(guān)系[J]. 董小芳,鄧黃月,張巒,朱志鵬,王琳,鄭祥民,周立旻. 環(huán)境科學(xué). 2017(05)
[10]漓江流域不同土地利用類型下水體污染類型與成因[J]. 林鵬,陳余道,夏源. 桂林理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
本文編號(hào):3473441
【文章來源】:中國環(huán)境科學(xué). 2020,40(04)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:12 頁
【部分圖文】:
漓江流域不同水體δFig.5PlotofδDvs.δ18Oofdifferen總的來說,河水線和地下河水線的斜率和截距
凰刈槌?特征,進(jìn)而揭示地表水和地下水之間的潛在水力聯(lián)系,為流域水資源評(píng)價(jià)、保護(hù)、開發(fā)、利用以及生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供科學(xué)依據(jù).同時(shí),通過對(duì)漓江流域不同水體中氫氧穩(wěn)定同位素組成及水文過程的研究,以期為中國亞熱帶季風(fēng)氣候穩(wěn)定同位素水文循環(huán)過程的進(jìn)一步研究提供科學(xué)參考.1材料與方法1.1研究區(qū)概況110°10′110°20′110°30′圖例采樣點(diǎn)巖溶區(qū)地下水地表河地層城鎮(zhèn)城市縣城25°40′25°30′25°20′25°10′25°00′24°50′圖1采樣點(diǎn)分布Fig.1Locationoflocationofwatersamplingsitesinthestudyarea漓江流域位于我國西南地區(qū),廣西壯族自治區(qū)的東北,發(fā)源于桂林北部的興安貓兒山,是珠江水系桂江的上游段.漓江流域地理坐標(biāo):E109°45′~111°02′,N24°16′~26°21′.流域全長164km,面積約為6050km2.整個(gè)流域以漓江為軸線,呈南北向狹長帶狀分布(圖1),由北向南,依次流經(jīng)興安、靈川、桂林市區(qū)、陽朔.研究區(qū)緯度較低,屬于雨熱同期的中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),年平均氣溫在16.5~20℃,平均為19.5℃,全年平均降水量約2000mm左右,年均相對(duì)濕度為73%~79%[19].漓江流域的豐水期在每年的3~8月,枯水期從每年的9月到翌年的2月[19].流域內(nèi)地表水和地下水是漓江地表徑流的主要來源,在雨季發(fā)洪水時(shí)地表水向地下滲透,枯水期地下水補(bǔ)給河槽[20].據(jù)
力分餾較小,δ18O偏小.同時(shí)研究區(qū)大氣降水源的蒸發(fā)速率相對(duì)較慢,并且大氣降水來源單一[28-29].旱季主要受西風(fēng)帶輸送的水汽源影響,該水汽源主要來自于干旱半干旱地區(qū),風(fēng)速大,蒸發(fā)比較旺盛,因此δD偏重.無論豐水期還是枯水期δD和δ18O具有相似的變化趨勢(shì),不難發(fā)現(xiàn)δD和δ18O沿流程的變化狀態(tài)不完全一致.這是因?yàn)樵谫|(zhì)量效應(yīng)的影響下,δD和δ18O分餾程度不同而造成的[30].δ18O(‰)δD(‰)δD2018-11旱季δD2019-3雨季δ18O2018-11旱季δ18O2019-3雨季圖2δD和δ18O沿漓江流程變化特征Fig.2VariationofδDvalueandδ18OvalueofriverwateralongLijiangRiver2.2漓江流域地下水δD和δ18O組成特征枯水期地下水的δD和δ18O變化分別在-38.4‰~-29.4‰,-6.12‰~-5.34‰之間(表2),平均值分別-34.28‰,-5.87‰.豐水期地下水δD和δ18O變化分別在-33.4‰~-20.5‰,-5.75‰~-4.45‰之間(表2),平均值分別-27.50‰,-5.10‰.地下水δD和δ18O變化范圍較小,空間變化不明顯,呈富集趨勢(shì),表明地下水所處環(huán)境可能較穩(wěn)定.如圖3所示,地下水δD和δ18O隨季節(jié)發(fā)生變化非常明顯,豐水期的地下水δD和δ18O較枯水期偏負(fù).豐水期各地下河δD和δ18O存在很大差異.所有的地下水取樣點(diǎn)中,最明顯的是40XT,41XJ采樣點(diǎn),δD和δ18O最偏正.在枯水期,40XT,41XJ采樣點(diǎn)δD值和δ18O值又明顯偏負(fù),表明這兩條地下河經(jīng)受的水循環(huán)過程與其它地下河顯著不同.除此外,其它地下水采樣點(diǎn)之間δD和δ18O變化不大.由于各個(gè)地下河的內(nèi)部結(jié)構(gòu),補(bǔ)給來源,巖溶管道特征有差異,水循環(huán)過程存在著一定差異,使得每條地下河的δD和δ18O組成特征有差異.δD(‰
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高原內(nèi)陸河流域氣候水文突變與生態(tài)演變規(guī)律——以內(nèi)蒙古錫林河和巴拉格爾河流域?yàn)槔齕J]. 張阿龍,高瑞忠,劉廷璽,房麗晶,秦子元,王喜喜. 中國環(huán)境科學(xué). 2019(12)
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[4]托來河流域不同海拔降水穩(wěn)定同位素的環(huán)境意義[J]. 李永格,李宗省,馮起,肖蓮桂,呂越敏,桂娟,袁瑞豐,張百娟. 環(huán)境科學(xué). 2018(06)
[5]漓江段地表水體旱季硝酸鹽動(dòng)態(tài)變化特征及其來源[J]. 苗迎,章程,肖瓊,趙海娟,李成習(xí). 環(huán)境科學(xué). 2018(04)
[6]柳江盆地地表水與地下水轉(zhuǎn)化關(guān)系的氫氧穩(wěn)定同位素和水化學(xué)證據(jù)[J]. 谷洪彪,遲寶明,王賀,張耀文,王明遠(yuǎn). 地球科學(xué)進(jìn)展. 2017(08)
[7]用穩(wěn)定同位素方法估算大型淺水湖泊蒸發(fā)量——以太湖為例[J]. 肖薇,符靖茹,王偉,溫學(xué)發(fā),徐敬爭,肖啟濤,胡誠,劉壽東,李旭輝. 湖泊科學(xué). 2017(04)
[8]漓江流域上游水質(zhì)分析和污染物定量分割[J]. 代俊峰,楊藝,方榮杰,蔣立新. 中國農(nóng)村水利水電. 2017(04)
[9]上海降水中氫氧同位素特征及與ENSO的關(guān)系[J]. 董小芳,鄧黃月,張巒,朱志鵬,王琳,鄭祥民,周立旻. 環(huán)境科學(xué). 2017(05)
[10]漓江流域不同土地利用類型下水體污染類型與成因[J]. 林鵬,陳余道,夏源. 桂林理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
本文編號(hào):3473441
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