贵阳分部广州分部
网站地图联系我们所长信箱建议留言内部网English中国科学院
 
 
首页概况简介机构设置研究队伍科研成果实验观测合作交流研究生教育学会学报图书馆党群工作创新文化科学传播信息公开
  新闻动态
  您现在的位置:首页 > 新闻动态 > 研究亮点
黄天明等-HJ:巨厚包气带黄土塬区地下水补给机制
2017-10-30 | 作者:科技处 | 【 】【打印】【关闭

包气带是地球关键带主体,是大气水、地表水、土壤水、地下水相互转化的地带,作为降水进入地下水的重要通道,还积累了浅部水文过程的大部分信息。在干旱半干旱地区,由于包气带厚度通常较大,包气带的溶质和同位素剖面不但可以提供较长时间尺度上的地下水补给信息,而且记录了过去气候变化与环境变化信息。

中科院地质地球所页岩气与地质工程院重点实验室水文地质与地热资源学科组,将包气带和饱和带结合起来,利用多种环境示踪技术,提升了包气带在地下水研究中的潜力,并将其应用到地下水补给量及其变化确定、补给历史恢复、污染物运移转化全过程示踪中。

在该背景下,黄天明副研究员和庞忠和研究员等利用在黄土高原包气带分层采样技术,首次将采样钻孔剖面由包气带贯通到地下水水位(剖面深度46.5 m62 m,而以往深度最大一般在10m左右),利用多种环境示踪剂,包括ClNO3Br2H18O13C3H14C,研究了典型黄土塬区地下水补给特征(图1)。结果显示,作为区域主要的土地利用类型,在农田区确定的补给量为55–71 mm/yr,年降水入渗到地下水水位的时间在160年到400年。地下水不含氚,属于次现代水或古水,其14C校正年龄为大多在几千到几万年。地下水主要受79月份雨季降水补给。包气带浅部ClNO3含量显著高于包气带深部和潜水中的含量,主要受到了近期人类活动的影响(图2),说明浅层地下水尚未与目前近地表过程达到水力平衡。

1 研究区位置及采样点位置分布图

2 黄土包气带溶质剖面

研究表明,黄土内部均匀的土壤质地特征和相对较老的地下水年龄揭示的均匀活塞流入渗是黄土塬区浅层地下水补给的主要方式,这显著区别于前人的捷径流快速入渗补给模式。

此外,晚更新世补给的地下水与全新世补给的地下水,氢氧稳定同位素差别并不大(图3),这显著区别于非洲北部、欧洲等地,并认为是夏季风效应和雨量效应控制了雨季降水氢氧同位素特征,可以作为和冰芯类似的古气候直接代用指标。

3 地下水氧-1814C年龄的关系

    以上研究成果近期发表在国际水文地质领域期刊Hydrogeology Journal上(Huang et al. Groundwater recharge mechanism in an integrated tableland of the Loess Plateau, northern China: insights from environmental tracers. Hydrogeology Journal, 2017, 25(7): 2049–2065)。

原文链接

延伸阅读:1.利用包气带溶质剖面恢复地下水补给历史

                    2.利用包气带溶质剖面刻画地下水硝酸盐污染全过程

                    3.利用包气带溶质剖面评价植被变化对地下水补给的影响

 
地址:北京市朝阳区北土城西路19号 邮 编:100029 电话:010-82998001 传真:010-62010846
版权所有© 2009-2015 中国科学院地质与地球物理研究所 京ICP备05029136号 京公网安备110402500032号