太原地区大气降雨的氢氧同位素特征研究

大气降雨中氢氧同位素特征的研究是利用同位素理论研究水循环的基础。为了研究太原地区大气降雨的水汽来源、当地大气降水线及降雨过程中的蒸发效应,利用观测数据对太原地区大气降雨中氢氧同位素特征进行了分析。结果表明:在当地季风气候的影响下,大气降雨中的同位素组成具有明显的季节性变化;氘盈余值的变化范围较大,说明形成当地降雨的水汽来源区的空气湿度变化较大;研究区降雨主要来源于海洋,当地地表水体的蒸发对当地大气降雨几乎无影响;当地大气降水线的斜率小于全球大气降水线,但大于蒸发线,说明雨滴在降落的过程中发生了一定程度的蒸发。研究结果可为太原地区地表-地下水循环的研究提供一定的依据。     

武汉市大气降水的氢氧同位素变化特征

为了解武汉市降水同位素组成,收集武汉市2011—2013年大气降水中氢氧稳定同位素,并结合气象资料和国际原子能机构(International Atomic Energy Agency,简称IAEA)提供的1986—1998年的数据资料,建立了武汉市地区大气降水线方程,分析了武汉地区大气降水中稳定同位素的变化特征。结果表明:武汉市地区降水线为δD=8.29 δ¹⁸O+7.44,与中国大气降水线相接近;降水中氢氧同位素组成季节变化明显,春季降水中δ¹⁸O值最大,而夏季最小;武汉市降水中δ¹⁸O值呈现上升趋势,降水中δ¹⁸O与气温和降水量均呈现负相关关系,且在时间上是多变的。水汽源是控制武汉市大气降水中氢氧同位素组成的重要因素。     

三峡库区典型支流氢氧同位素时空分布特征研究

定量分析三峡水库支流库湾中水体组成,研究支流库湾水循环过程,有助于分析支流库湾的环境问题。对三峡水库内的草堂河及其毗邻干流进行了连续1 a的观测,分析了水体中氢氧同位素特征,阐述了在干支流相互作用下,三峡水库支流库湾的水团来源及其组成,探讨了三峡水库蓄水后支流库湾水循环的变化。研究表明:长江干流和支流库湾中δD/δ~(18)O与区域降水线十分接近,表明其水团主要来源为大气降水;同时长江和支流库湾中的氘盈余与建库前有明显不同,说明三峡水库蓄水之后长江干流和支流库湾水体组分发生了一定改变;支流库湾中水体混合比存在明显的时空变化,长江干流水团占的比例为76. 9%~99%。     

淮河流域大气降水氢氧稳定同位素变化规律及其气候意义

淮河流域位于我国南北气候过渡带,其复杂多变的降水过程及水汽来源是导致流域洪旱灾害易发、多发的重要因素。以全球降水同位素监测网络(Global Network of Isotope in Precipitation, GNIP)监测的多年降水氢氧稳定同位素数据为基础,探讨了淮河流域大气降水氢氧稳定同位素组成时空变化的驱动因素及其气候指示意义;通过分析氢氧稳定同位素组成(δ¹⁸O、δ²H、氘盈余)、大气降水线特征与流域气温、降水量的响应关系,解析流域不同季节大气降水水汽来源及气团移动路径。结果表明：(1)淮河流域大气降水氢氧稳定同位素组成能够指示南北气候过渡带特征;(2)同位素时空变化及异常低的大气降水线斜率、截距与局地降水环境关系不大,主要是由水汽来源差异及降水气团在移动过程中同位素分馏造成的。氘盈余示踪和HYSPLIT模型模拟结果进一步表明流域降水水汽来源及变化受季风活动的控制,冬季风和夏季风的交替进退使得淮河流域的降水氘盈余变化具有明显的“V”型特征。研究成果可为水资源调度管理、极端气候应对决策等提供科学依据。     

金沙江下游流域大气降水氢氧稳定同位素特征及水汽来源

金沙江下游流域地处干热河谷气候影响区,大气降水对该区域水文循环至关重要。分析了金沙江下游流域降水稳定同位素组成的季节变化特征及其影响因素,结合同位素示踪和HYSPLIT模型探讨了流域大气降水水汽来源。结果表明：金沙江下游流域降水δ²H和δ¹⁸O雨季偏负而旱季偏正,气温和降水量对同位素组成影响较大而高程效应不显著;流域大气降水线斜率和截距均低于全球和我国大气降水线,主要受到非平衡蒸发作用影响;流域大气降水水汽来源和昆明地区类似,雨季降水主要受到西南与南亚季风影响,旱季降水潜在来源为西风带或极地大陆气团。研究成果对金沙江下游区域水文循环具有重要指导意义。     

三工河流域氢氧同位素特征及其水循环意义

以新疆三工河流域为研究对象,通过对地表水、浅层地下水及深层地下水采样,分析δD、δ~(18)O及氘过量参数d的分布规律,得到地表水及地下水之间的转换关系。结果表明:山区降水是研究区内水体的主要补给源;降水向地表水转化过程中,受蒸发作用影响较弱;地表水在出山口入渗补给地下水过程中,经历了较强的蒸发作用,地表水入渗地下后,一部分转入深层地下水,一部分转入浅层地下水,地表水对地下水的补给贡献量所占的比例为78.0%;深层地下水与浅层地下水水力联系较密切,在平原区深层地下水逐渐向浅层地下水运移排泄;浅层地下水主要受地表水、灌溉水补给,少量受大气降水补给,受蒸发作用影响强烈。     

鄂尔多斯沙区大气降水同位素特征及其来源

在分析鄂尔多斯沙区2010—2011水文年大气降水同位素组成的基础上,结合该沙区已有的降水同位素数据,提出了最新的当地降水线方程,探讨了沙区大气降水同位素的季节变化规律。结果表明:1与全球降水线方程相比,最新的当地降水线方程δD=7.00δ18O-3.02斜率偏低,表明该地区大气降水经历了一定蒸发作用;2鄂尔多斯沙区降水同位素组成具有明显的季节性变化特征,夏季偏正而冬季偏负;3鄂尔多斯沙区冬季大气降水主要来源于西北方向,而夏季降水主要来自于东南方向。     

中亚高山区云下与地表降水氢氧稳定同位素时空分布特征及其水汽来源分析

基于中亚高山区7个站点的降水稳定同位素观测数据,利用Stewart雨滴蒸发模型及HYSPLIT模型,分析了云下与地表降水稳定同位素的时空分布特征及其与气象因子、地理环境和水汽来源之间的关系。结果表明:研究区地表与云下降水的δ²H和δ¹⁸O均表现出明显的季节波动,春夏富集,秋冬贫化;氘盈余则呈现相反的季节变化趋势;云下大气降水线斜率和截距均大于地表大气降水线,说明地表大气降水线受蒸发影响更显著;云下与地表降水的δ²H、δ¹⁸O和高程呈显著的负相关关系,而地表氘盈余呈现反高程效应;云下与地表降水δ¹⁸O与温度呈正相关关系,氘盈余与温度呈负相关关系,而降水量效应在云下与地表降水中均不显著;水汽输送轨迹显示,夏半年水汽主要源自西伯利亚大陆气团及局地再蒸发水汽,冬半年水汽主要源自西风带输送的北大西洋水汽,且在西风控制下的氘盈余值显著偏高。     

大渡河丰水期水体氢氧同位素特征及其影响因素

大渡河干流规划了29座梯级水电站,已建成13座.为了解环境和水电开发对大渡河河水氢氧同位素组成的影响,应用数理统计等方法对2020年9月采集的大渡河流域河水氢氧同位素和相关水文资料进行分析.结果表明:① 大渡河水体 δD和 δ18 O的分布范围分别为-120.60‰ ～-77.98‰和-16.67‰ ～-11.90‰,...     

宜春鼻田和温汤地热水氢氧同位素特征研究

采集了鼻田和温汤地热水以及袁河水,分别测试了其氢氧同位素组成、酸碱度(pH)、电导率(EC)、溶解性总固体(TDS)和HCO₃^-浓度。结果表明,地热水TDS较小,呈弱碱性,导电率较小。地热水的δD值和δ¹⁸O值的变化范围分别为(-45.95‰～36.93‰)和(-7.54‰～4.36‰),比河水的δD值(-34.11‰～31.04‰)和δ¹⁸O值(-5.91‰～5.32‰)变化范围大。地热水的氢氧同位素分布与宜春地区大气降水线较一致。表明地热水的补给来源为大气降水,补给高程范围在370 m-761 m。结合该区水文地质条件,明确了地热的形成机理,即：地热水源自大气降水,是通过入渗进行补给,并沿断裂深部循环加温后所形成。地下热水在上升过程中,受花岗岩围岩具有阻水性的影响,其沿裂隙带上升并与浅部风化裂隙水混合后扩散。     

西安地区降水稳定同位素变化特征及影响因素

在全球大气降水同位素观测网西安站的大气降水同位素资料基础上,结合该地区实际气象数据资料,分析了西安地区大气降水中稳定同位素的组成,并建立了西安地区的大气降水线方程,揭示了该地区大气降水线分布特征的差异性和温度、降水量及水汽压对大气降水稳定同位素的不同影响。结果表明:年度尺度上,西安地区大气降水中稳定同位素与温度成正相关,与降水量成负相关,δD与水汽压成负相关,δ~(18)O与水汽压成正相关。     

太行山地区水石流起动及发展的模型研究

通过对河北省太行山地区水石流的起动及发展进行室内试验研究,分别对比了坡度为15°时径流作用与径流、降水共同作用下水石流的起动及发展过程。结果表明:(1)土体中砾粒含量与泥石流起动的临界单宽流量基本呈线性正相关关系,与泥石流起动时的浆体容重基本呈线性负相关关系;(2)由于坡度较缓,因此径流作用下泥石流存在二次起动现象,二次起动时砾粒含量与临界单宽流量和浆体容重的关系不变;(3)降水作用下,由于降水对土体的压实作用和土体中细颗粒的流失,因此土体的平均厚度有所减小,减小值随砾粒含量的增大而增大,基本呈线性上升趋势。     

河北太行山区泥石流启动的水岩相互作用

泥石流作为一种固-液混合而形成的地质灾害,其启动过程中必然存在着水与岩土体之间的相互作用。根据对太行山区泥石流形成的地形地貌、降雨、物源和人类活动特征等影响因素的分析,确定太行山区泥石流的崩滑动力和洪水动力两种启动类型。在此基础上,从水-岩系统耦合作用的角度,研究了太行山区泥石流形成过程中,洪水与固体颗粒之间彼此促进、相互制约的水岩化学作用、水岩物理作用和水岩力学作用,阐明了水岩相互作用对泥石流初始形成的促进机制,从而为泥石流启动预测预报体系的建立提供理论支撑。     

河北省太行山前平原区建立地下水库的可行性初探

通过深入了解河北省太行山前平原区的水文地质条件,借鉴国内外已建地下水库的建设经验,分析了在太行山前平原区冲洪积扇中建设地下水库的可行性,对地表水库弃水、洪水和南水北调引江水的有效利用提供参考.     

雨水集蓄利用技术在太行山区的应用

由于长期以来受干旱缺水的制约,太行山北部山区人畜用水困难,粮食产量低而不稳,严重影响了农业和农村经济的发展以及人民生活水平的提高。雨水集蓄利用技术的应用,促进了农业稳产高产,加快了农村经济发展,提高了山区农村人民生活水平,为干旱山区农业和农村经济的发展探索出了一些有益的经验和模式。     

河北省太行山区泥石流的灾变特征与崩滑演化机理

河北省太行山区为河北省泥石流的主要发生区,每年的7月下旬至8月上旬强降雨期间,中低山区域极易暴发泥石流灾害。该区泥石流的灾变特征包括沟谷地形地貌特征、暴雨激发特征、崩滑演化特征和运移特征,泥石流的形成运移具有4个明显的分区,即崩滑区、发生区、流通区和堆积区,现认真分析了泥石流的4个灾变特征,并从5个阶段研究了泥石流的崩滑演化机理。     

Tracking Change in the Illinois River using Stable Isotopes in Modern and Ancient Fishes

The Illinois River has been heavily modified by human activities. We examined the nitrogen and carbon stable isotope composition of collagen from fish bones in two Native American middens comparing them to modern fishes in the River today. We also compared ancient and modern fishes to three reference samples—(i) Illinois River phytoplankton; (ii) backwater lake sediment; and (iii) tissue from riverside trees. We found a large increase in δ¹⁵N values in modern fish bone collagen relative to ancient collagen. However, there is little change in δ¹³C between ancient and modern samples. Bone collagen from invasive carp species (Hypopthalmichthys and Cyprinus) are similar to modern phytoplankton. All fishes are different from riverside trees and backwater lake sediment. The large shift in δ¹⁵N values between ancient and modern fishes is probably caused by contamination of the river by Chicago treated wastewater and by denitrified fertilizer run‐off. Our results indicate a major change in nitrogen biogeochemistry in the modern river. Comparisons between ancient and modern δ¹³C values suggest little change in feeding behaviour of fishes between ancient and modern times. However, our data for invasive carp suggest strong competition with native planktivores. © 2016 The Authors. River Research and Applications Published by John Wiley & Sons Ltd.