基于同位素技术的松嫩平原地下水补给及更新性研究

论文摘要

本文主要依据地下水中的同位素和水化学组分具有丰富水循环信息的特性,采用同位素水文学,及传统的水文地质学、水文地球化学等方法,进行综合分析、定性判断与定量分析。在全面了解研究区区域背景,详细分析盆地地下水系统的空间结构和水流特征的基础上,侧重于应用同位素和水化学的示踪功能和放射性测年技术,识别松嫩平原地下水补给、径流、排泄机制;估算出平原地下水更新速率,并据此提出地下水合理利用建议,为松嫩平原地下水资源可持续开发战略的制订提供依据。通过上述研究,得到以下认识:松嫩平原第四系孔隙潜水补给源为降水、山区和高平原侧向径流补给。地下水的补给时期为近50年,在低洼地带循环深度为50m,山前可达100m,平原补给强度为126mm/a,地下水平均滞留时间小于50年,更新性较好。地下水流的总趋势是由东部、北部和西部三面山区流入盆地,在第二松花江和嫩江汇流处形成松嫩盆地区域地下水的排泄中心。第四系现代承压水主要接受丘陵山区和山前扇形平原及北部与东北部高平原的侧向潜水补给。平均补给强度为6.2mm/a,具有一定的更新能力,14C模型水年龄为5-10KaBP,地下水更新性较差。该承压水总体流向为西南,以地下径流式向河谷潜水排泄。第三系泰康组和大安组补给来源为北部和西部山前和东部高平原地下径流。除周边山前平原和东部高平原附近发生现代补给外,泰康组与大安组含水层中的地下水多为古补给。现代水的平均补给强度为2.8mm/a.此两组含水层地下水流缓慢,自然更新性极差。低平原中部水年龄为11-23KaBP.

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 目的意义
• 1.2 国内外研究现状及存在问题
• 1.3 研究工作完成情况及主要创新点
• 2 研究区概况
• 2.1 自然地理概况
• 2.1.1 气象水文
• 2.1.2 地形地貌
• 2.2 地质背景
• 2.2.1 晚侏罗纪以来地质演化
• 2.2.2 地下水系统
• 3 研究方法概述
• 3.1 数据的获取
• 3.2 研究方法
• 3.2.1 氢氧稳定同位素应用原理概述
• 3.2.2 地下水放射性同位素测年
• 4 松嫩平原大气降水和地表水地下水同位素特征
• 4.1 大气降水
• 4.2 地表水同位素特征
• 4.3 地下水同位素分布特征
• 4.3.1 潜水同位素分布特征
• 4.3.2 承压水同位素分布特征
• 5 松嫩平原地下水的放射性同位素年龄解释
• 5.1 年轻地下水的平均滞留时间——氚年龄解释
• 5.1.1 潜水平均滞留时间
• 5.1.2 松嫩平原含氚第四系承压水（第二含水组）平均滞留时间
• 14C年龄解释'>5.2 年老地下水的放射性¹⁴C年龄解释
• 14C补给浓度'>5.2.1 碳源和初始¹⁴C补给浓度
• 14C含量的系统条件和地球化学作用'>5.2.2 影响¹⁴C含量的系统条件和地球化学作用
• 14C的输入含量校正'>5.2.3 初始¹⁴C的输入含量校正
• 14C年龄解释'>5.3 松嫩平原承压水的¹⁴C年龄解释
• 14C校正年龄'>5.3.1 第四系承压水（第二含水层组）的¹⁴C校正年龄
• 14C校正年龄'>5.3.2 第三系泰康组承压水（第三含水层组）的¹⁴C校正年龄
• 14C校正年龄'>5.3.3 第三系大安组承压水（第四含水层组）的¹⁴C校正年龄
• 14C校正年龄'>5.3.4 第三系依安组承压水的¹⁴C校正年龄
• 14C校正年龄'>5.3.5 高平原白垩系地下水的¹⁴C校正年龄
• 6 松嫩平原地下水补给来源与补给区的同位素解释
• 6.1 潜水补给来源与补给区
• 6.1.1 讷莫尔河—科洛河地下水系统
• 6.1.2 乌裕尔河—双阳河地下水系统
• 6.1.3 呼兰河—通肯河地下水系统
• 6.1.4 拉林河—阿什河地下水系统
• 6.1.5 第二松花江地下水系统
• 6.1.6 绰尔河—雅鲁河—阿伦河—诺敏河地下水系统
• 6.1.7 霍林河—洮儿河地下水统
• 6.2 承压含水层地下水补给来源与补给区
• 6.2.1 第四系承压含水组地下水补给来源与补给区
• 6.2.2 第三系地下水补给来源与补给区
• 6.2.3 补给时期的气候条件与古补给分析
• 6.3 地下水补给强度估算
• 6.3.1 基本方法
• 6.3.2 潜水含水层补给强度估算
• 6.3.3 承压含水层补给强度估算
• 7 松嫩平原地下水流动特征的同位素解释
• 7.1 地下水流动系统
• 7.2 浅层地下水系统的水流方向与水力联系
• 7.2.1 浅层地下水系统的水流方向
• 7.2.2 地下水系统之间水力联系
• 7.3 区域地下水流方向
• 7.3.1 第四系区域地下水流动方向
• 7.3.2 第三系区域地下水流动方向
• 7.4 含水层系统之间的水力联系
• 7.4.1 齐齐哈尔——大庆——哈尔滨剖面
• 7.4.2 白城—农安剖面
• 7.4.3 长岭—嫩江剖面
• 7.5 松辽边界性质的同位素指示
• 7.6 嫩江与地下水补排关系的同位素证据
• 8 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介
• 附表