高寒干旱区降水氢氧稳定同位素组成及其水汽来源：以昆仑山北坡格尔木河流域为例

降水来源是高寒干旱区水文循环研究中的重要内容。本研究以格尔木河流域山区段纳赤台水文站为研究点,收集2019年6—10月的51个降水事件样品,开展了降水氢氧(H-O)稳定同位素组成及其水汽来源研究。结果表明:(1)降水δ~(18)O与δ~2H值变化显著,气温是其变化的主控因素;(2)降水经历了多次蒸发-凝结过程,其同位素值大多落在全球降水线上方;(3)山区降水线方程为δ~2H=7.4×δ~(18)O+13.2,可视为流域降水线方程,为流域水循环研究提供可靠的参考。氘盈余分析揭示了西风环流及局地水汽循环是流域山区降水的主要贡献者。HYSPLIT模拟进一步表明流域山区高空水汽由西风环流携带而来而低空水汽还与内陆水体蒸发有关。该成果有助于深入理解高寒山区水汽循环理论,可为当地水资源管理决策提供科学依据。     

黑河上游葫芦沟流域不同水体稳定同位素特征

以祁连山区黑河上游葫芦沟流域为研究区,确定了流域各水体的稳定同位素特征并分析了各水体间的水力联系。在此基础上,通过端元混合分析模型(EMMA)定量化了冻土活动层的水分来源。研究得出:葫芦沟流域大气降水线(LMWL)方程为δD=8.65δ~(18)O+22.82;河水蒸发线方程(LEL)为δD=5.92δ~(18)O+2.56,斜率与截距均比全球大气降水线(GMWL)与LMWL的小,表明河水经历了强烈的蒸发作用,且河水的δ~(18)O值从下游流域出口至上游源区逐渐降低,呈现明显的海拔效应(-0.46‰/100 m)。浅层地下水的蒸发线(LEL-S)的表达式为δD=7.69δ~(18)O+8.24,主要补给来源是降水,并排泄进河水;深层地下水的蒸发线(LEL-D)表达式为δD=6.09δ~(18)O+3.24,主要来源于古老水补给,也会接收现代水的补给。冻土活动层水分主要来源于降水(占比77.26%),其次来源于活动层季节性冰(占比22.74%)。     

新疆鄯善县水环境氢氧同位素特征及其指示作用

根据鄯善县氢氧稳定同位素资料及氘盈余（d）值,分析了地表与地下水体的δD、δ18O和d值的分布规律,并得到地下水的主要补给来源及其与地表水的相互作用关系;地下水的δD在-87.88‰～-65.97‰间,δ18O在-9.4‰～-12.37‰间;地表水的δ18O在-10.08‰～-13.63‰间,d在14.12‰～32.19‰间。结果表明：鄯善县地下水和地表水同源于大气降水,且经历了较强的蒸发作用;地下水与地表水之间的水力联系较弱,深层地下水主要接受河水在洪积扇区的入渗补给,浅层地下水主要接受河流引水灌溉入渗;不同深度地下水之间的水力联系较为密切,为统一的地下水系统。     

环境同位素在"三水转化"规律中的应用

以秦皇岛昌黎地区为研究对象,介绍了环境同位素技术原理,通过分析水样中同位素含量,确定该地区降水线方程δD=9.2×δ18O+32,表明项目区降水量较大,蒸发量和蒸发速度均较慢,水资源较为充足。同时,分析该区域地表水、地下水同位素含量特征,推算出该区域地下水补给高程、年龄、更新速度等核心数据,为其水资源开发提供了必要的参考资料。     

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。     

鄱阳湖流域河水、湖水及地下水同位素特征分析

利用鄱阳湖流域同位素按月份呈周期性变化的特征,将氘氧同位素关系作为示踪剂,研究降水入渗及地下水、河水与湖水之间的转化关系。结果表明:4月中旬湖水、河水、井水的δD、δ18O的均值分别为(-2.32%,-0.42%)、(-2.86%,-0.48%)和(-3.18%,-0.55%),δ18O~δD关系点都落在全球雨水线GMWL上;湖水最为富集,湖水的补给除河水之外,湖区及周边的降水也占一定比例。7月下旬湖水、河水与井水的δD、δ18O值明显比4月中旬的值贫化,与降水同位素变化趋势相一致,经历干旱高温天气后,湖水、河水与井水的δ18O~δD关系点落在蒸发线(EL2)上。同位素数据表明,井水与河水之间的转化性强,大量降水入渗地下成为潜水,通过地下径流补给河流,降水转化为河水的周期大约经历了1个月。3—6月为雨季,鄱阳湖对长江水的补给较大,影响到长江水中的同位素。     

欧洲地中海气候区大气降水同位素组成分析

基于国际原子能机构和世界气象组织在全球范围内降水中同位素观测计划提供的2000~2010年地区数据,分析研究区数年内稳定同位素与季节、降水、纬度等因素的变化规律。结果表明:在降水量和温度的影响下,降水中的同位素表现为温度与δ~(18)O和δD值呈正相关,δ~(18)O和δD均在夏季明显偏重,冬季偏轻,δ~(18)O、δD与降水量分别呈现出夏季负相关,冬季正相关。随着纬度和海拔的增加,δ~(18)O和δD逐渐变轻。研究区大气降水线方程表明:该地区在降水下落过程中水汽经历了以动力分馏作用为主的二次蒸发,致使重同位素在雨水中富集。氘盈余值低于全球平均值,该地区的水汽来源区气候条件相对湿润。     

新疆玛纳斯河流域平原区水资源组成和水循环

本文在分析新疆玛纳斯河流域平原区地表水、地下水同位素组分D、18O、T和14C特征的基础上，运用同位素混合模型进行了水资源组成和水循环研究。研究表明，在δD～δ18O图、T～δ18O图和14C～T图上，从上游至下游，地表水、浅层水和深层水的同位素分布具有明显的规律性，并在14C～T图上，可明显识别出古水，其14C介于0～40pMC之间，T值介于0～25TU之间。水资源主要来源于南部山区大气降水补给，上游是地下水的主要补给区。上游地表水有80.3％来自于山区大气降水，上游浅层水有83.5％来源于上游地表水。之后，浅层地下水在冲洪积扇前缘受阻溢出地表转化成地表水。再往下游，地表水、浅层水和深层水之间发生多次复杂的相互转化，最终耗于人工开采和蒸发。     

嫩江流域水量分配方案及保障措施研究

研究嫩江流域水资源开发利用现状以及至2020年水资源面临的形势,对实施嫩江流域水量分配的必要性进行分析。根据流域规划工程情况及河道内需水要求提出嫩江流域的可分配水量,以水资源综合规划配置成果为基础,提出嫩江流域的地表水分配方案及下泄水量控制方案,并结合流域实际情况提出了水量分配实施的保障措施。     

湖南省地热水氢氧同位素特征分析

本文通过研究湖南省地热水的氢氧同位素特征,来分析地热水的补给来源以及~(18)O的漂移和地热水的水-岩相互作用的强弱程度。对各个构造单元的氢氧同位素箱线分布图、δD-δ~(18)O值的关系分布图和氘过量d值的特征进行分析,结果表明:地热水的补给来源、形成环境和水-岩相互作用的程度基本是相似的,δD和δ~(18)O值大部分分布在区域大气降水线附近,说明湖南省地热水主要补给来源为大气降水,但有少量地下冷水的混入;各构造单元氘过量d值几乎都小于区域大气降水方程截距,说明湖南省地热水的水-岩相互作用的程度是比较强烈的,也解释了δD和δ~(18)O值偏离大气降水线的原因。该研究在一定程度上丰富了同位素研究在地热资源领域的成果。     

河槽调蓄对嫩江下游径流年内分配的影响

嫩江流域水资源规划中出现了径流不平衡现象，通过对干支流主要水文站实测资料分析认为，嫩江支流水量受河道调蓄作用较小，干流水量受河道调蓄作用很大。由于嫩江干流下游河道很强的调蓄作用，造成干流上下游径流年内分配的差异，这也是区间径流某些月份为负值的主要原因。     

可公度法在嫩江流域旱涝灾害预测中的应用

结合嫩江江桥断面年降水量资料,采用三元、四元和五元可公度式对大旱年和大涝年进行了预测,同时利用可公度网络结构图对嫩江流域水文情势的发展趋势进行了分析。结果表明:2012年和2025年前后嫩江流域可能发生大旱灾害,2024年、2028年和2038年前后可能发生大涝灾害;2010—2016年为嫩江流域丰水多发时段,以平水年和丰水年为主;2016—2025年为枯水和丰水多发时段的重叠时段,这一时段内水文情势发生骤变的可能性比较大;2025—2031年为枯水多发时段,以枯水年和平水年为主。     

胖头泡蓄滞洪区老龙口分洪闸泄洪能力分析

胖头泡蓄滞洪区位于哈尔滨市上游嫩江干流、松花江干流及第二松花江交汇处,可减轻三江洪水对哈尔滨市的防洪压力。采用数学模型计算和实体模型试验相结合的方法研究老龙口分洪闸的泄流能力及其影响因素,数学模型主要用于分析嫩江干流河道的冲淤演变及水位变化,同时为实体模型提供上下游边界条件;实体模型用于研究不同方案下分洪闸的过流能力。结果表明,老龙口分洪闸的泄流能力主要取决于嫩江干流水位和分洪通道的水位,而且对二者水位差的变化非常敏感。分洪闸过流能力的影响因素主要包括嫩江干流河道冲淤变化、分洪流量、洪水类型及行洪流路走向等。嫩江干流河道冲淤变化幅度很小,对干流水位基本不产生影响;分洪流量对嫩江干流水位影响比较明显,最大分洪流量时水位降幅达0.70 m。嫩江干流与第二松花江共发型洪水分洪对蓄滞洪区水位的减小幅度大于嫩江干流型洪水;蓄滞洪区内地形地貌复杂,不同分洪通道对分洪闸闸下水位影响显著,是泄洪闸过流能力的关键影响因素。因此,在蓄滞洪区内设置能快速分散蓄滞洪水的分洪通道非常必要。     

嫩江下游尼尔基—三岔河口段河流健康评价

从水文水资源、物理结构、水质、生物和社会服务功能等5个准则层和14个指标层对2011年的嫩江下游尼尔基—三岔河口段河流健康状况进行评价。结果表明,受人类开发活动影响,嫩江下游河流健康评价指数赋分为59分,河流处于亚健康状态;农业开发、水利工程建设、过度捕捞等人类干扰是造成下游河流生境变化的主要因素。提出了水利工程生态调度、河岸带修复与管理、水质修复、栖息地修复、湿地生态系统恢复等河流健康管理措施。     

气候变化对南水北调中线工程可调水量的影响

气候变化将改变全球水循环的现状，导致水资源的时空分布的重新分配，并将对水文水资源及其应用产生重大影响，对气温与汉水流域蒸攻发的关系，气候变化对汉水流域水文水资源及南水北调中线可调水量的影响以及对气候变化情景的敏感性及气候变化影响评价的不确定性进行了估算与分析，结果表明，气候变化对汉水流域水文水资源及南水北调中线可调水量的影响较小。     

引嫩扩建骨干工程联合调度的影响因素分析

黑龙江省引嫩扩建骨干工程位于黑龙江省西部嫩江左岸低平原区,是在原有的引嫩基础上的改扩建工程。结合初步设计报告,总结出其渠道的联合调度原则,并且重点分析了气象因素、水文地质因素以及人为污染因素对引嫩扩建骨干工程渠道联合调度的影响,指出不规则降水所引发的干旱、洪水以及水污染所带来的水质变化是影响该工程渠道调度的主要因素。     

通河湖库在洪水资源化中的补偿作用分析

月亮泡水库位于嫩江的支流洮儿河汇入干流的汇合处,可起洪水调节作用.本文通过对嫩江与洮儿河上有关水文站45年水文资料的比较,发现嫩江、洮儿河水量差别大,年际、月际丰枯水状态不同步,洪水过程也存在明显的时间差别,构成了利用月亮泡水库蓄引嫩江洪水的有利条件,据此提出了相应的洪水资源利用措施.     

黄河上游水资源可持续利用研究

黄河上游(青海境内)在仅占黄河流域23．8％的面积上产生了黄河50．2％的年径流量，对黄河流域水资源可持续开发利用具有决定性影响。针对水资源特点、开发利用现状和存在的主要问题，提出了合理利用水资源、保护生态环境对策和措施。     

月亮泡水库利用低水头泵站引蓄嫩江洪水可行性分析

从河流中引蓄洪水实现洪水资源化,引水渠首内外水位差是引蓄洪水水量的关键之一。月亮泡水库为嫩江下游的旁测水库,汛期库内外水位总存在一定的差异,并且库外水位低于库内水位的差别不大而出现频率较高。现以月亮泡哈尔金闸为例,通过对库外水位低于库内水位的情况统计和水位差特性分析以及建造泵站效益费用分析,论证了建造泵站引蓄嫩江洪水是必要的并且经济上是可行的,从而在这一工程措施下可以提高嫩江洪水资源化效率,将灾害洪水转化为水资源。