农业用水量占全球总用水量的60-80%以上。当前我国灌溉用水的利用系数只有0.3-0.4，而发达国家达0.7-0.9。在灌溉水利用率低的情况下，农灌水除了被地表植被吸收、蒸发外，还有部分水可入渗补给地下水，从而对地下水水量和水质产生影响。过去已开展的相关研究工作中，由于缺乏有效方法识别灌溉水入渗区域，以及其在地下水系统中的分布，难以进行深入分析和可靠的量化研究。

图1 地下水中（A）CFC-12、（B）CFC-113、（C）δ18O (‰) 以及（D）EC (μs/cm)空间分布图

CFC浓度高的区域为河水（农灌水）入渗补给区，浓度下降反映农灌水对地下水影响程度下降

地质与地球物理研究所工程地质与水资源研究室地下水资源与环境学科组秦大军副研究员等人采用CFCs（chloroflourocarbons，氯氟烃）、同位素和水化学综合方法对这一问题进行了探索。地下水CFCs测年技术和方法于20世纪90年代在国外少数发达国家得到重视和发展。2002年以来，地质地球所建立了地下水CFCs定年实验室。他们通过2002-2004年连续三年在我国西北地区黑河流域的现场调查、取样和分析表明：（1）农灌水入渗补给区主要分布在张掖-临泽地区，在高台以北地区农灌水对地下水补给明显减少；（2）值得注意的是农灌水水源有地表水（河水和湖水）和地下水。其中在一些纯地下水灌区（如骆驼城），地下水中CFCs浓度低，接近检测限，表明这些地区的农灌水未对地下水形成有效补给。在张掖地区的研究表明，地表水灌溉比地下水灌溉对节约水资源更为有利。在有条件的地方，尤其是干旱区，应该尽量多利用地表水灌溉，减少和限制地下水灌溉量；（3）农灌水补给地下水会导致O-18和电导率（EC）等参数增高，但是蒸发作用，尤其是在干旱区，同样也可引起类似的结果，因此利用常规环境示踪剂获得的结果时常具有多解性。在自然环境下，水中CFCs来源于大气，自地下水补给区进入地下水系统。地下水中CFCs的分布与水循环过程关系密切。该研究表明利用CFCs，以及CFCs与其它环境示踪剂之间的相关性，可有效地识别出地表水与地下水相互作用程度及范围，可为揭示自然过程和人为影响地下水演化提供重要依据。

 图2 河水与地下水中δ18O, CFC-11和EC相关关系

箭头指河水与地下水之间混合过程。阴影表示不同的混合端元。CFCs数据有助于区分复杂水文过程

该研究结果近期发表在国际水文学核心期刊Journal of Hydrology上（Qin et al. Assessing impact of irrigation water on groundwater recharge and quality in arid environment using CFCs, tritium and stable isotopes, in the Zhangye Basin, Northwest China. Journal of Hydrology, 2011, 405: 194–208）。

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