昆明市地下温泉水2000年污染预测研究

1 前言氚(~3H)是一种天然放射性核素,放射能量为18keV的低能β射线,半衰期12.43年。在自然环境中,氚主要以水分子形式存在。在大气降水中氚有二个来源:宇宙射线和人工核试验。宇宙射线产生的天然氚比较稳定,一般认为大气降水中宇宙成因氚含量在5TU左右。从1953年开始人工核试验后,大气降水中人工氚含量急剧地增加,到1963年达到高峰,比宇宙成因氚高了三个数量级。之后,随着人工核试验的减少,大气降水中氚含量开始下降,70年代后趋于稳定。大气降水形成地表水,再渗透、转移成地下水。利用     

云南会泽铅锌矿区地下水同位素特征及其意义分析

在研究云南会泽铅锌矿区水文地质调查的基础上,通过对地表水、地下水的氢氧稳定同位素(δD、δ18O)和放射性同位素氚(T)取样测试,分析了矿山深部地下水的补给来源、水力联系及年龄。研究表明:矿区地下水的补给来源主要为大气降水;矿区浅层地下水氚年龄小于30 a,深部中段地下水氚年龄在40 a左右及以上,地下水年龄由浅部到深部逐渐变老;由矿区浅部到深部中段,地下水的循环交替及可更新能力逐渐减弱,深部中段开拓将以消耗地下水静储量为主。     

南小河沟流域地表水和地下水的稳定同位素和水化学特征及其指示意义

南小河沟流域为典型的黄土高原沟壑区,本文分析了该流域地表水和地下水的氢氧稳定同位素和水化学特征,揭示了地表水与地下水之间的相互关系.结果表明,大气降水的δD和δ~(18)O值呈现春夏高,秋冬低的季节变化特征.水库水的δD和δ~(18)O值的季节性变化规律呈现夏秋高、冬春低的特征.地下水的δD和δ~(18)O值季节性变化规律相对不显著.流域内地表水和地下水水化学类型主要为Na·Mg-HCO_3型.地表水和地下水电导率的季节性变化规律均呈现冬季高、夏季低的特点.当地大气降水和深层地下水可能是南小河沟流域内地表水(水库水、沟道水)和泉水的主要补给来源.流域内的常流泉可能主要由深层地下水补给,而季节泉,例如,董庄沟和杨家沟的源头泉则可能是由深层地下水和当地大气降水共同补给.     

闪电河流域“三水”氢氧同位素特征及水体转换分析

通过采集闪电河流域2020年2月至2022年2月的降水与2021年的丰(8月)和枯(10月)水期的地表水和地下水,运用稳定同位素技术,对流域“三水”的氢氧稳定同位素进行时空变化分析,探讨水体同位素与环境因子的关系,结合HYSPLIT模型追踪大气水汽来源,利用端元混合模型揭示水体转换关系.结果发现,当地降水线的斜率和截距均小于当地大气降水线,水汽主要来自西风水汽、极地气团和东亚季风环流,降水同位素有显著的温度效应;时间上,地表水与地下水同位素在季节变化上均表现出枯水期较丰水期更富集,地表水与地下水d-excess值均低于全球平均值,显现出当地强烈的蒸发作用;空间上,地表水δ¹⁸O值丰枯季节在空间上具有相同的变化特征,呈现上游至下游逐渐富集,地下水δ¹⁸O高值区空间分布不均,地下水δ¹⁸O值随埋深的增加更加贫化;地下水水线斜率最高在丰水期为7.87,与当地大气降水线和地表水水线斜率十分接近,表明丰水期“三水”存在复杂的水力联系.研究区在丰水期地表水主要接受降水的补给,其次是接受地下水的径流补给.研究结果有助于明确闪电河流域同...     

以氚作为指示剂测量威斯康星州中部地区地下水的年龄

在地下水的年龄一般不超过30年的地区,研究某个地区氚的输入史,并与地下水中现在的氚含量比较,便可定量测定地下水的最小年龄值。根据威斯康星州麦迪逊及其他地区降水中氚的测量结果建立了该州中部氚的输入史。地下水中氚的加权输入量,在1964年达到最高点,超过2000TU(氚单位),从那以后开始下降至目前的20～30TU。在威斯康星州中部的此尤纳维斯塔盆地,大多数地下水样品中的氚含量均较高,估计出的盆地地下水最小年龄值从不足1年到超过33年。补给区地下水的年龄一般比排泄区的年轻,所估算出的地下水年龄与根据其他资料对流动系统所作的解释是一致的。地下水的最小估算年龄随着向下运动时深度的增加而增加。然而,通过厚层冰碛沉积物补给的水要比从其他地区补给的水老,表明通过沙质冰碛层的渗滤过程较慢。     

太行山前倾斜平原地下水硫酸盐来源解析

济源地下水中硫酸盐(SO₄^2-)含量持续升高,其来源尚不明晰,解析硫酸盐的来源对地下水开发利用尤为关键。文章于2018年3月进行了水样采集与相关指标的测试,并采用氢氧同位素、离子比例分析和贝叶斯稳定同位素混合模型,分析地下水SO₄^2-、硫酸盐中δ³⁴S的分布特征,解析硫酸盐来源,确定来源贡献比例。结果表明：地下水化学类型以Ca·Mg-HCO₃·SO₄为主,主要接受大气降水及地表水的补给;受大气降水及地表水的稀释、硫酸盐还原作用影响,沿径流路径SO₄^2-含量减小,δ³⁴S增大。研究区东、南部地表水和地下水的各硫酸盐来源比例大体相同;西部水体的硫酸盐主要受污水的影响,其中地表水受大气降水的影响也较大;北部地表水硫酸盐含量主要受大气降水、污水的影响,孔隙水主要受煤系地层硫化物氧化、污水的影响,岩溶水主要受大气降水、硫化物氧化的影响。研究结果可为地下水资源的有效管理和保护提供重...     

全球大气降水年均氚浓度恢复模型(1960-2014年)

运用环境同位素氚（³H）建立模型来定量研究地下水运动规律已被广泛应用于水文地质和环境监测领域,大气降水氚浓度是这类模型中必须的输入值.目前已建立的全球大气降水氚浓度模型（MGMTP）为这一领域的研究提供了一种恢复全球范围内年平均氚浓度的新方法,但该氚浓度模型后期恢复数据出现异常负值及面临适用年限等问题.因此,本文选用国际原子能机构和世界气象组织提供的1960—2014年全球氚浓度值实测资料,基于因子分析法拓展了MGMTP模型的适用年份,并对不同的数据预处理及分析方法进行了对比,同时对MGMTP模型提及的"异常负值"问题进行了进一步明确与改进.最后把模型应用于南北半球的典型站点,将恢复得到的数据与实测数据进行对比,发现拓展后的MGMTP模型结果能较好地拟合实测数据.研究表明,该模型具有简单易用、时间序列长、全球性适用等优点,尤其对缺少大气降水氚浓度实测数据的地区具有重要参考价值.     

基于水化学和氢氧同位素的东宫河流域不同水体转化关系研究

为明晰秦皇岛东宫河流域水环境特征,以该流域大气降水、地下水及地表水为研究对象,通过对水化学和氢氧稳定同位素样品测试及特征分析,揭示其时空变化特征及大气降水、地下水和地表水的相互转化关系.结果表明:①东宫河流域地下水（第四系孔隙水、岩溶水、裂隙水）和地表水（河水、泉水）的水化学类型,枯水期较丰水期丰富.丰水期水化学类型主要以HCO₃-Ca型、HCO₃·SO₄-Ca型和HCO₃-Ca·Mg型为主;枯水期水化学类型以HCO₃-Ca型、HCO₃-Ca·Mg型、HCO₃·SO₄-Ca型、HCO₃·SO₄-Ca·Mg型为主.②研究区第四系孔隙水和泉水的离子含量变化受季节影响较大,枯水期离子含量变化较丰水期显著;岩溶水和裂隙水各离子含量变幅较小,基本趋于稳定.岩溶含水层和裂隙含水层中富含石膏,为SO₄2-的主要来源;Na+和Cl-主要来源于易溶解盐NaCl,Ca2+和Mg2+主要来源于方解石的风化溶解.③东宫河流域地下水、地表水及大气降水之间存在密切的水力联系,针对氢氧同位素的组成分析表明,大气降水为地下水和河水的主要来源;不同泉水补给来源存在差异性,泉水主要接受岩溶水补给,同时也受蒸发作用影响;第四系孔隙水接受大气降水和河水的双重补给;裂隙水主要接受山区降水径流补给.研究显示,东宫河流域不同水体中离子含量受降雨量、温度和地质背景等影响,不同水体间联系密切,相互补给排泄.      

长江源多年冻土区地下水氢氧稳定同位素特征及其影响因素

基于长江源区冬克玛底流域2017年6～9月采集的84个地下水样品,分析了地下水稳定同位素特征及其影响因素,讨论了地下水的补给来源.结果表明,研究区多年冻土区地下水δ~(18)O的变化范围为-15. 3‰～-12. 5‰,平均值为-14. 0‰;δD的变化范围为-108. 9‰～-91. 7‰,平均值为-100. 2‰,与当地大气降水相比,地下水较为富集重同位素;地下水线(LG)的斜率和截距均低于全球和局地大气降水线(GMWL和LMWL),表明地下水在接受降水的补给后经历了不同程度的蒸发作用;地下水氘盈余(d-excess)变化范围为4. 9‰～25. 0‰,平均值为11. 6‰,低于大气降水平均氘盈余值;地下水同位素与降水量存在显著的负相关关系,表明大气降水对地下水具有重要的补给作用;不同时期影响地下水同位素的组成和变化因素有所不同,在冻土的冻融前期(气温上升阶段),由于冻土活动层较薄,地下水受气温影响显著.虽然后期气温降低,但冻土活动层厚度依然在增加,此时地下水在土壤中滞留的时间的增加是地下水同位素富集的一个重要因素.结合流域的地形特点、地下水同位素特征及其影响因素,推断降水是地下水的主要补给来源.研究结果能够为长江源多年冻土区的水循环过程提供科学依据.     

疏勒河上游地表水水化学主离子特征及其控制因素

在系统收集了疏勒河流域上游河水、地下水、降水和冰雪融水水样的基础上,综合运用描述性统计、Gibbs图和Piper阴阳离子三角图等方法,对疏勒河上游地表水中主离子组成特征及其控制因素进行了分析.结果表明,流域内不同水体(大气降水、河水和地下水)之间的主离子组成以及水化学类型差异显著.河水TDS的变化范围为51.7~432.3 mg·L-1,平均值为177.7 mg·L-1;河水中阳离子Ca2+、Mg2+的百分比为45%和31%,优势阴离子为HCO-3,占阴离子总量的75%,河水的水化学类型主要为HCO-3-Ca2+-Mg2+型;河水中主离子浓度值介于大气降水和地下水之间,并且十分接近地下水浓度,说明地表水同时受大气降水和地下水补给并主要依靠地下水补给;地表水样品的水化学组成落在Gibbs分布模型的中翼偏左端,表明研究区的水化学离子组成受到岩石风化作用和蒸发结晶作用的共同影响,且岩石风化作用对水化学离子组成的影响更加显著.     

岷江下游五通桥段小型集水区大气降水中pH值对重金属含量的影响

为了解岷江下游大气降水中pH值及其重金属含量特征及污染状况,以五通桥段小型集水区为研究对象,分析了年降雨量、降水pH值和降水中的重金属含量季节变化,探讨了pH值与重金属之间的关系,并利用相关分析和聚类分析对大气降水中重金属来源进行了初步解析.结果表明:五通桥集水区年总降雨量为1199.42 mm,pH平均值为5.37,年降雨中42.86%为酸雨,3.57%为重酸性雨,10.71%为碱雨,且夏、春季比秋、冬两季略高.重金属As、Cd、Cu、Pb、Zn平均含量分别为10.33、5.75、14.68、53.15、922.37μg·L-1,其中,As和Cu含量低于地表水环境质量Ⅲ类标准.5种重金属含量在冬季明显高于夏季,春季含量略高于秋季,与大气降水pH值存在显著的负相关关系,在pH为3.8左右时各重金属含量最高,其中,As和Cd在pH 5.5左右、Cu和Pb在pH从5.5到6.0的过程中含量增加,达到次高值.5种重金属在降雨pH值大于7时含量最低.聚类分析结果表明,研究区大气中As、Cd、Cu、Pb、Zn主要来源于燃煤、汽车尾气、工业污染、矿石开采和钢铁生产.     

南太行山山前平原地下水和地表水氢氧同位素组成及环境意义

借助氢氧同位素和水化学方法对南太行山山前平原地下水补给运移规律进行研究,阐明人类活动对地下水的影响过程。研究结果表明:(1)区内不同水体δD、δ~(18)O、氘盈余值(d-excess)和氚同位素(T)值差异明显,深层地下水均值分别为-74.0‰、-9.4‰、1.5‰和8.73TU,浅层地下水均值分别为-72.1‰、-8.8‰、-1.9‰和17.46TU,河水均值分别为-71.3‰、-8.9‰、-0.4‰和18.60TU,工业废水均值分别为-68.3‰、-7.2‰、-10.7‰和21.11TU;(2)补给区深层地下水δD、δ~(18)O和d-excess年均值分别为-68.08‰、-9.24‰和5.84‰,径流区深层地下水δD、δ~(18)O和d-excess年均值分别为-62.30‰、-8.50‰和5.66‰,排泄区深层地下水δD、δ~(18)O和d-excess年均值分别为-75.14‰、-10.26‰和6.94‰;(3)深层地下水补给源包括大气降水和河水,受污染河水通过断层导水裂隙带补给深层地下水。浅层地下水补给源包括大气降水和河水,受污染河水通过河流侧渗方式补给浅层地下水;(4)受河水影响的深层地下水氘盈余值变低,T含量升高,因此结合氘盈余值与T含量可以很好地识别区内深层地下水污染过程。     

用氯和氢氧同位素揭示洋戴河平原地下水的形成演化规律

通过分析地表水和地下水中氯离子浓度和δD、δ¹⁸O值的空间分布特征,揭示了秦皇岛洋戴河平原地下水的形成演化规律.结果发现,洋戴河平原地表河水来源于中上游水库水和大气降水的混合,且河水沿程受到δD、δ¹⁸O值、氯离子浓度更低的支流或灌渠水补给,从而使δD、δ¹⁸O值、氯离子浓度呈现沿程逐渐降低的现象.山前丘陵区地下水主要接受大气降水的直接补给,洪积扇及山麓地带地下水受到了一定的蒸发作用影响,除了接受丘陵区地下水的侧向补给外,洋河附近地下水还受到洋河水库水的混合.研究区西部咸水带的地下水由上游地下水和大泥河地热咸水混合而成,地热咸水的混合比率约为13%,而东部咸水带的地下水由上游地下水、本地污水和地热咸水混合而成,地热咸水的混合比率不超过9%.在海水入侵区,地下水主要由本区地下淡水和海水(海水混合比率不超过10%)混合而成,并且受到了不同程度的地表水或农田灌溉水的补给,其中,浦河一带是地表水或灌溉水补给较为明显的地段.     

锡林河流域地表水痕量元素的时空分布

为更好地理解锡林河流域水文循环过程,在2006～2008年锡林河主要径流期内13个河水断面(10个位于锡林河干流,3个位于3条支流)取得的248个水样,应用高分辨电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)进行了Al、As等20种痕量元素的分析测定,利用分析结果对流域内痕量元素时空分布特征进行了分析.结果表明,锡林河河水中痕量元素平均质量浓度大部分在0.1～10μg.L-1之间;大多数痕量元素浓度值介于大气降水和地下水之间,并且十分接近地下水浓度,说明地表水同时受大气降水和地下水补给并主要依靠地下水补给.时间上,地表水痕量元素年内、年际变化均不大,就年内而言,大部分元素浓度变化在4、5月较大,7、8月较小;大部分元素在2007年间浓度略小.在空间上,从上游到下游,大多数痕量元素浓度呈上升趋势,地下水的补给、河水的蒸发等造成了元素富集的变化.     

江苏洋口港地区地下水的环境同位素组成及其形成演化研究

江苏洋口港地区是江苏沿海开发重点建设的深水港区,水质优良的地下水是港区经济社会发展的重要基础.本研究利用近期获得的钻孔剖面地层对比数据资料,沿水文径流剖面分层采集水样,通过识别地表水、各含水层地下水的环境同位素(δD、δ~(18)O、~3H、~(14)C)组成指纹特征,以揭示研究区地下水的形成演化规律.结果表明,研究区浅层地下水主要来源于现代大气降水的入渗补给,大气降水在补给地下水过程中经历了明显的蒸发过程;研究区深层地下水的放射性~(14)C年龄主要为15000~26000 a,其稳定同位素δ~(18)O、δD值比现代降水低,是晚更新世末次冰期(大理冰期)的盛冰期降水入渗补给.地下水含水层的氘、氧、碳同位素分布具有明显的呈层性,随着地下水埋藏深度增加,地下水中的δD、δ~(18)O值呈下降趋势.浅层地下水与地表水水力联系紧密,可更新能力较强;深层地下水径流缓慢,总体上处于封闭-半封闭状态,可更新能力弱.江苏沿海平原天然地下水流动是自晚更新世末期以来,伴随着冰退、海平面上升而调整到目前的模式.末次盛冰期以来的自然地理及地质发展史,决定着研究区第四系地下水流系统的演变格局,现代人类活动加强了浅层与深层地下水之间的水力联系.研究在高强度开发地下水条件下的区域水文循环特征,可为沿海地区地下水演变机理和调控研究提供技术支持.     

重庆典型岩溶地下水系统水文地球化学特征研究

以重庆青木关岩溶地下水系统为例,分析了地下水系统入口地表水和出口地下水两年的水文过程、物理化学及部分δD、δ18O数据,目的是掌握地下河系统地球化学在时间及空间上的特征及变化规律.结果表明,研究区地下水系统流量受降雨的影响存在丰水期和枯水期,地下水中化学组分在岩溶含水层运移的过程中受水岩作用、人类活动和雨水稀释作用的共同影响,并表现出较为明显的时间和空间规律性.地下河系统入口的地表水δD、δ18O值分布于重庆大气降水线的下方,地表水蒸发作用强烈,且旱季δD、δ18O值重于雨季,存在明显的季节效应;出口地下水的δ18O、δD值较入口偏负,且相对稳定,认为雨水主要是以通过落水洞直接灌入和通过岩溶非饱和带扩散流等两种形式转换为地下水.     

全球内陆降水背景点—中国云南丽江雨水中氚浓度

前言氚(~3H)是地球环境中一种重要的放射性核素,放射性能量为18KeV的低能β射射线,半衰期为12.35年。氚在环境中主要以水分子形式存在。在大气降水中的环境氚有两个来源;一是来源于大气层上层宇宙射线形成的中子和氮原子的相互作用而产生的宇生氚,~(14)N n→~3H ~(12)C。大气降水中宇宙成因氚浓度据估计介于5—20TU之间,视地理位置而定。二是来源于1952年以来的人工氚,主要是来自热核爆炸。1963年达到高峰,在北半球氚浓度达到     

天然水中的氚及其测定技术简介

氚是氢的一种放射性同位素,它不仅是重要的热核燃料;而且也是用途广泛的同位素示踪剂。天然氚是大气上层宇宙射线高能粒子与氧、氮作用生成的。氚原子通过光化学反应或交换反应变成氚标记水分子,与雨水一起降落到陆地、海洋。由于水的循环和转移,地表水、地下水及海水中都含有一定量的氚。热核试验以前,天然水中氚的浓度一般是很低的,通     

京津冀西北典型流域地下水化学特征及补给源分析

为揭示京津冀西北典型流域地下水循环特征,运用环境同位素和水化学技术等方法分析张家口市不同流域水体氢氧同位素特征、水化学特征及时空变化特征、地表地下水转化关系。结果表明：地表水化学类型主要为HCO₃-Mg·Na和HCO₃·Cl-Na型;地下水化学类型不同时期表现出不同的类型,水化学类型更为多样,主要以HCO₃-Mg·Na型、HCO₃·Cl-Na型、HCO₃·Cl-Na·Mg为主。地表河水和地下水中离子均主要来源于岩石风化作用;张北和桑干河流域地下水中离子偏向于蒸发浓缩作用控制。张家口市各流域地表地下水δ¹⁸O、δD组成较为接近,表明了当地地表水和地下水均受到大气降水的补给。大气降水和地表河水对地下水的补给比例均值分别为37.74%和62.26%,以地表河水的补给为主要方式。     

山西省降水量时空变化及预测

山西广布高山与岩溶,是华北平原地表水产流区和地下水补给区.研究该区域降水时空变化有利于全面认识华北平原干旱问题.应用时间序列聚类、突变点检验、趋势分析和小波-支持向量机模型揭示降水时空变化并预测.按降水变化特点划分北部高纬区、太行山高山区、北部高山高原区、中部盆地区、中西部高山高原区和南部盆地区等子区.太行山高山区和南部盆地区降水偏多,北部高纬区降水偏少.同纬度的盆地降水少于高原和高山.1965—1991 年,山西南部、东部、中部和北部降水量相继显著下降,1957—2012年平均下降速率为-1.5 mm/a.山西自20 世纪90 年代整体进入偏干阶段,直接导致地表产流和地下水补给减少,加剧华北平原干旱.预测结果表明,2013—2020 年山西降水平均变化速率约16 mm/a,有利于遏制干旱.