吳靈地區(qū)地下水同位素特征及可更新能力研究

耿新新　陳立　黃正國(guó)　朱譜成　馬琳娜

摘要：為研究吳靈地區(qū)地下水同位素特征及更新能力，利用氫氧穩(wěn)定同位素確定了研究區(qū)不同區(qū)域地下水的補(bǔ)給特點(diǎn)，并利用放射性同位素3H的計(jì)時(shí)作用，結(jié)合全混模型，分別計(jì)算平原區(qū)及臺(tái)地區(qū)的地下水年更新速率。結(jié)果表明：大部分平原區(qū)潛水更新速率小于0.1%/a，地下水開采量較大的地區(qū)為10.1%～10.5%/a；臺(tái)地區(qū)的潛水更新速率整體上為1.8%～3.1%/a。總體上研究區(qū)承壓水更新速率小于0.1%/a，地下水開采量大的區(qū)域更新速率可達(dá)2.2%/a。

關(guān)鍵詞：地下水；同位素；更新速率；吳靈地區(qū)

吳靈地區(qū)位于我國(guó)西北干旱地區(qū)，大氣降水稀少、蒸發(fā)強(qiáng)烈，地表徑流稀少，生態(tài)平衡非常脆弱。地下水資源是該地區(qū)工業(yè)、農(nóng)業(yè)及居民生活用水的重要水源，對(duì)灌區(qū)的生態(tài)環(huán)境更是起到了至關(guān)重要的作用。地下水作為研究區(qū)內(nèi)水循環(huán)過程中的重要環(huán)節(jié)，其不斷與外部環(huán)境發(fā)生水量交換，交換速度決定了水資源量的豐富程度，因此有必要分析該地區(qū)地下水更新能力。同位素方法已被廣泛應(yīng)用于地下水補(bǔ)給來源、年齡及更新能力等特征的分析與計(jì)算中，國(guó)外學(xué)者Le Gal La Salle c等曾利用同位素方法對(duì)尼日爾某盆地潛水含水層更新過程進(jìn)行調(diào)查，國(guó)內(nèi)學(xué)者張光輝等、陳宗宇等、萬(wàn)玉玉等、崔亞莉等利用14C與3H作為示蹤劑，分別計(jì)算了黑河流域各盆地、太行山山前平原、鄂爾多斯盆地及諾木洪沖洪積扇的地下水更新速率。筆者分析研究區(qū)內(nèi)不同區(qū)域地下水補(bǔ)給特征，利用放射性同位素3H的計(jì)時(shí)作用，結(jié)合全混模型分別計(jì)算不同區(qū)域的地下水更新速率。

1研究區(qū)概況及樣品采集

1.1研究區(qū)概況

研究區(qū)地處銀川沖積平原東部與鄂爾多斯臺(tái)地西緣交界處，包含吳忠市及靈武市兩個(gè)行政區(qū)域，地貌類型可劃分為平原區(qū)和臺(tái)地區(qū)，人工灌渠主要有秦渠、漢渠、東干渠，人工灌渠均分布在平原區(qū)，天然河流有山水溝及清水溝。

區(qū)內(nèi)主要含水層為第四系含水層，包含潛水和承壓水。第四系潛水含水層分布于更新統(tǒng)上部，在研究區(qū)分布范圍較廣，含水層厚度9～40 m，平均厚度為23 m，大致以郝家橋?yàn)榻纾蚰稀⒈敝饾u增加，補(bǔ)給來源主要為灌溉水，排泄方式以人工開采及向黃河泄流為主；第四系承壓水含水層分布于更新統(tǒng)下部，含水層頂板埋深60-150 m，含水層平均厚度約40 m，自東南向西北厚度遞增，補(bǔ)給來源為上覆潛水，排泄方式為側(cè)向徑流、越流補(bǔ)給相鄰含水層和人工開采。