黄土高原岔巴沟流域降水氢氧同位素特征及水汽来源初探

降水是流域水循环中重要的输入因子，对其同位素组分的研究有助于确定流域水体间的水力联系，还可反映流域综合自然地理及气象气候信息；结合地表水、土壤水及地下水同位素组分变化，可以确定降水入渗及产汇流过程、地下水补给及更新能力，进而为完整的水循环机理研究提供依据。结合水文气象观测，本文分析了黄土高原典型丘陵沟壑区岔巴沟流域2004年～2005年月降水以及曹坪西沟实验流域次降水环境同位素组分雨量效应、高程效应、季节变化、δD与δ¹⁸O间的关系等，并对不同时空尺度上大气降水线的变化规律进行分析，结果表明该地区不同年份及雨季前后，降水的水汽来源不同且经历蒸发过程差异较大；同时发现大气降水线中斜率与氘盈余之间存在良好的线性关系9.74×S-d=69.3，即虽然不同年份大气降水线存在差异，但两者存在相对稳定的线性关系，该关系可能与水汽来源之外的某种固定的综合自然地理特征有关，也为获得可靠的分析结果提供了参考。     

太行山区典型植被下降水入渗的稳定同位素特征分析

本研究以位于太行山区北部的河北易县崇陵流域为对象,对流域内三种典型植被（荒草、刺槐林、侧柏林）下不同深度土层的土壤水及流域内降水进行同步观测及取样,室内进行稳定同位素氘和氧-18含量测定,以^18O为例对降水入渗过程中的稳定同住素变化进行了研究。通过对2004年的数据进行分析,获得崇陵流域当地大气降水线（δD=6．244δ^18 O—7．158,R^2=0．7727,n=55）,其降水中稳定同位素时间变化波动较大且缺少规律性,降水中稳定同位素含量同降水量呈二次相关关系,大于15mm的降水雨量效应较显著。土壤水中的稳定同位素较降水普遍富集,其中荒草地土壤水中稳定同位素值较刺槐林地和侧柏林地整体偏高,表现出较强的蒸发分馏作用。土壤水中的δ^18O的时间变化波动较大,表层10cm土壤水δ^18O受降水中的δ^18O直接影响,呈现一定的响应关系。深层次土壤水中δ^18O变化则有一定滞后性。不同植被覆盖下δ^18O的时间变化的活跃层深度不同,同其土壤特征和植被覆盖类型有关。δ^18O的剖面垂向空间变化上有两种类型,随深度增加基本都呈富集的趋势。土壤水中稳定同位素的时间变化和垂向空间分布,反映了一种降水入渗和蒸散发的平衡关系,其垂向空间变化很好地记录了降水从地表向下入渗的过程。     

偏硅酸泉水水质特征分析

以贵州省台江县台雄泉水为研究对象,通过地面地质调查以及水质检测等研究方法,分析研究区水文地质条件、水化学场和泉水物质组成。分析表明,研究区主要含水层为上板溪群番召组一段(Pt3f~1),主要岩性为变余砂岩、变余粉砂岩、变余砂质板岩,含变质岩类基岩裂隙水,富水性中等。大气降水为区内地下水的补给来源,大气降水沿断层破碎带以及岩石节理、裂隙补给地下水。泉水偏硅酸含量明显高于河流且超过了规范要求的25mg/L,且水化学类型由地表水的HCO_3-Ca型转变为泉水的HCO_3-Na。泉水出现以上特性,主要是因为研究区岩性为变余砂岩、变余粉砂岩、变余砂质板岩,深部地下水溶解含水岩层中的SiO_2,使得地下水SiO_2含量升高。富含高SiO_2含量的地下水在沿断层上升的过程中形成偏硅酸,涌出地表形成富含偏硅酸的泉水。地下水在上升的过程中,加速了对围岩中HCO_3-及Na+的溶解,因此使得泉水水化学类型由HCO_3-Ca型转变为HCO_3-Na型水。     

重庆市大气环境质量评价及对策研究

通过对重庆市环保局所提供的环境监测数据进行收集和分析得出:重庆市五大功能区在2007—2014年(2007年以前数据不完整)大气环境质量的变化特征,污染趋势和地域差异。根据气温、降水、日照等方面气象要素特点分析了重庆市大气环境质量变化的季节变化特征。从工业和生活污染等方面分析影响大气环境质量的主要来源,并通过熵值法来确定污染源的权重。研究结果表明:2007-2014年期间,重庆市总体大气环境质量表现良好,主城区大气环境质量略差于其他功能区,并且大气环境质量存在明显的地域分异特征。重庆市大气中首要污染物是PM10,其次是氮氧化物,最后是二氧化硫。影响大气环境质量的因素是多方面的,气温、日照、降水等气象因素与大气环境质量季节变化具有一定的相关性。重庆市空气质量最好的季节是夏季,污染最严重的季节是冬季。此外,经济社会的快速发展对大气环境质量有一定的影响。     

共和盆地更尕海湖泊现代水环境与碳酸盐碳氧同位素组成变化

通过分析更尕海轮藻碳酸盐结壳、软体动物壳体等碳氧同位素的季节变化,结合湖水溶解无机碳(DIC)碳同位素(δ13CDIC)和湖水氧同位素(δ18OLake),探讨其与现代湖泊水体环境的关系.结果表明,5~8月,轮藻植物生长速率约为5~6 cm/月;期间,沉水植物强烈的光合作用和碳酸盐的析出导致湖水pH升高,同时湖水DIC和Ca2+含量显著下降.结合流域水体氧同位素、气温和降水量等观测资料,指出更尕海湖泊水位季节变化是区域降水量与蒸发作用平衡的结果;湖水氧同位素组成主要受入湖水氧同位素组成、湖泊内蒸发过程和降水量等的影响.软体动物壳体氧、碳同位素组成可分别代表δ18OLake与δ13CDIC的年际变化.然而,轮藻结壳氧同位素与δ18OLake之间非平衡分馏效应显著,有待于进一步开展工作.     

金华市汛期降水特征分析及年际年代际差异

利用金华市1953-2005年逐日20～08时、08～20时降水资料,采用第2、3类距平、最大熵谱分析、小波分析等方法分析了汛期降水的基本特征及年际年代际差异。结果表明:金华市降水季节变化呈单峰型,主峰在6月;在不同时段有不同的降水集中期;汛期降水总体呈略减少趋势,降水异常偏多年多发生在多雨时段,异常偏少年多发生在少雨时段;汛期降水稳定存在18～20a、2～3a周期,不同时段还存在不同周期;暴雨开始的迟早、长短和暴雨降水集中期有明显的年际年代际差异,暴雨降水稳定存在18～20a周期,不同时段还存在不同变化周期。     

金华北山洞穴水水文地球化学指标的时空变化

通过对金华北山双龙洞、桃源洞、二仙洞三个洞穴进行了9个月的连续观测,分析洞穴水水化学成分及物理性质。结果显示:(1)金华北山洞穴水水文地球化学指标有一定的时空变化特征。Ca2+浓度与当地大气降水呈显著的正相关关系;Mg2+、Mg/Ca由于受滞后时间及Mg2+在Ca CO3-H2O中分配系数的控制,与环境温度呈显著负相关关系。(2)地处亚热带季风气候区的金华地区洞穴滴水的δ18OV-SMOW与外界气温有较好的正相关性。滴水的δ18OV-SMOW具有干湿季变化特征,旱季偏正,雨季偏负,但滴水δ18OV-SMOW滞后2~3个月。     

贵州纳朵洞洞穴滴水微量元素时空变化及其环境意义

在2015年1月-2015年12月期间,本研究团队对贵州纳朵洞3处滴水点和1处池水点进行了为期一个水文年的监测和实验分析,并结合当地的气象资料,分析了各个滴水点的时空变化特征,初步探讨了洞穴滴水对外界气温和降水的响应机制。(1)洞穴滴水类型的不同导致对外界大气降水的响应机制存在差异,D4和D8为常年性滴水,响应较慢,D7为季节性滴水,响应较快。p H和电导率变化趋势大致相似,总体表现出夏季低、冬季高的特点,3处滴水点水中的CO2浓度变化趋势表现出一致性,呈现出夏季浓度高,冬季浓度低的特点,且存在一定的滞后性,滞后期大约为2个月,这与洞穴外界大气温度与降水的季节变化有关。(2)D4、D8、D7滴水点的土壤和岩层厚度逐渐递减,导致水-土-岩反应时间也随着减少,3处滴水点Ca~(2+)、Mg~(2+)、Ba~(2+)、Sr~(2+)的浓度变化也表现出逐级递减的特点,DC池水点由于夏季洞内CO2浓度较高,致使水中p H偏低,继续溶解下部基岩,进而致使水中Ca~(2+)的浓度偏高。(3)滴水点中Ca~(2+)、Mg2、Ba~(2+)、Sr~(2+)的浓度变化特征总体上表现随着降水的增加,浓度逐渐上升,雨季高于旱季的特点。在5月~10月份雨季期间,随着降水量的增加,各个滴水点Mg/Ca比值处于下降阶段,而在11月至次年4月旱季期间,随着降水量的减少,Mg/Ca比值处于增加阶段。     

华北平原深层地下水的更新与资源属性

学术界对于华北平原深层地下水的资源属性存在争议,这直接关系到地下水的合理开发利用以及管理方式和开发战略的制定。本文从地下水资源属性的定义、内涵,地下水补给以及开发后含水层系统的响应等方面来讨论深层地下水的更新性。含氚的现代地下水分布在山前平原,其稳定同位素组成接近当地降水加权平均值,说明当地降水补给占有相当的比重,氚含量与深度的关系反映了150 m深度以上地下水是可更新的,其更新强度约为3%/a。中东部承压含水层地下水的放射性碳-14年龄为10 ka B.P至大于35ka B.P,其稳定同位素δ18O和δD值比现代地下水要低得多,反映了末次冰期补给水的特征。根据水均衡方法估算的河北平原承压含水层1985年～1995 年间的平均更新强度为 0.09%/a,1990年～2000年间的平均补给强度为0.12%/a,说明大规模开采地下水诱发了一定程度的侧向补给,但是其更新强度仍然小于一般意义上的可更新含水层系统的更新强度0.2%/a。尽管这部分承压地下水并不是严格意义上的“不可更新地下水资源”,但因其更新相对比较缓慢,可以看作“不可更新地下水资源”,应该按不可更新地下水资源来规划开发与管理。     

对城市水资源规划及其对策的再思考

水资源一般是指通过水循环逐年可以得到更新的,并且易于为人类使用的淡水资源,包括地表水、地下水和土壤水,其补给来源为大气降水。水资源是国民经济和人民生活不可或缺的重要资源,但是我国的水资源状况却不容乐观。     

东江干支流水体氮素的时空变化特征

于2009年7月(丰水期)、2010年7月(丰水期)和2009年12月(枯水期)在东江干流及其主要支流的水体进行了3次系统水样采集,通过实验测定分析了水体中各形态氮的时空分布特征,结果表明:①东江干支流的氮素污染状况较为严重,TN平均浓度在(1.45～1.93) mg/L之间,整个干支流中Ⅳ-Ⅴ类水体达42％;②不同季节期间水体中氮含量存在一定变化,表现为丰水期TN、DIN、NH4-N和NO3-N浓度均小于枯水期;③按水体中氮含量划分水质等级,可将东江干流分为5个区段:东江源头低值区河段、枫树坝水库上游高值区河段、新丰江水库上游中值区河段、惠州地区上游中值区河段、惠州地区下游高值区河段,干流河段氮浓度空间变化表现为“低值-升高-下降-维持-再升高”趋势;④枫树坝水库上游高值区河段的氮来源主要来自干流沿途的农业面源污染,而惠州地区下游高值区河段的氮来源主要来自生活和工业直排点源污染,其中又以秋香江、西枝江、淡水河、石马河、沙河等支流的输入为主体.     

现代黄河三角洲浅层地下水对降水的响应

对地下水动态的研究是地下水资源评价和合理开发利用的基础.本文通过在黄河三角洲代表性区域黄河农场地区的典型地貌单元上安装的自计水位计,获得自2004年5月到2005年5月30分钟一次的浅层地下水水位和水温动态资料,和其中一个观测孔地下水电导率动态.结合同时期日降水量资料,阐明一个完整水文年内浅层地下水对降水入渗补给的响应过程和特点,讨论了浅层地下水动态形成的机理.主要结论有:①沉积物之间岩性的差别导致浅层地下水动态类型的差别.泛滥平原相沉积物中地下水的动态类型为渗入-蒸发型,而河流相沉积物中地下水的动态类型为渗入-径流-蒸发型.降水是引起浅层地下水水位上升的主要因素;②浅层地下水温度变化主要受大气温度年内周期变化的驱动.然而雨季日降水量大于10mm时地下水温度平均升高约0.3℃;③进入雨季后累积降水量超过300mm是地下水EC值对降水响应的闲值,雨季降水对浅层地下水有暂时的淡化作用.     

东亚地区对流层O3和CO模拟

本文利用全球三维大气化学模式MOZART-2，采用两组不同的污染源数据对东亚地区对流层臭氧（O3）及一氧化碳（CO）浓度的季节变化进行了模拟。通过与观测资料进行对比发现，模拟结果能较好的再现日本南鸟岛站与绫里崎站观测到的季节变化特征。由于这两观测站所处的环流场形势不同，受亚洲大陆污染物出流的影响程度有所差别，两组排放源下CO与O3浓度的模拟差异在两地的表现有所不同，在绫里崎站可以看到CO与O3浓度的模拟差异呈现出比较显著的季节性特征。     

西藏东部大气可降水量5月和12月气候变化对比分析

利用欧洲中心1979-2012年ERA-interim再分析数据,通过计算西藏东部地区大气可降水量的季节和气候变化特征,分析西藏东部地区5月和12月大气可降水量的不同气候变化特征。结果表明,在季节变化上,西藏东部地区大气可降水量由冬至夏均存在一个大值中心,且在春季西藏东部地区大气可降水量就开始增多,而在西藏西部地区,仅在7-8月存在一个大气可降水量的大值中心;在气候变化上,西藏东部地区大气可降水量在5月显著增加,在12月显著减少,这与降水的气候变化相一致,5月西藏东部地区大气可降水量的增加主要与西藏南侧地面到500hPa的大气可降水量和水汽输送显著相关,而12月西藏东部地区大气可降水量的减少与西藏西南侧地面到300hPa的大气可降水量和水汽输送显著相关。     

德州市降水量变化对地下水的影响

对德州地区1990-2005年的降水数据资料和地下水数据资料分析发现:德州地区大气降水是浅层地下水的主要补给水源,浅层地下水水位随降水量的变化升降.枯水年份和丰水年份浅层地下水的水位全年变化趋势不同,丰水年份浅层地下水水位全年保持上升趋势,枯水年份则相反,枯水年在汛期过后的下半年浅层地下水水位持续下降,主要是因为枯水年当地生产和生活用水更依赖地下水.而气候持续干旱和降水量偏少是造成德州市浅层地下水漏斗区逐年发展扩大的主要原因.     

雅鲁藏布江流域水循环时空变化特性研究

揭示雅鲁藏布江流域水循环变化特征,对认识青藏高原水资源演变规律具有重要的科学意义,同时对西藏自治区水资源开发利用、生态环境建设、经济社会发展等也具有十分重要的实际意义。文章重点分析了近40年雅鲁藏布江流域降水和径流的时空变化特性,并初步探讨了其与区域气候特征和地理环境条件的成因关系。分析结果显示,雅鲁藏布江流域从上游至下游逐渐由西风区向季风区过渡,导致年均降水量逐渐增大;降水年内分配集中,汛期降水占全年70%以上;近40年流域内降水变化趋势不明显,但降水季节分配显示坦化现象。雅鲁藏布江流域径流变化主要由降水过程决定,但由于受冰川融雪等影响,径流变化较降水更加复杂;受降水变化特性影响,各站点实测径流也主要集中在汛期;流域中下游径流呈现不显著的减少趋势,可能与印度洋季风减弱有关。雅鲁藏布江流域各分区产流量的相关性较差,充分反映了气候条件和地理环境条件对流域水循环影响的明显空间差异性。     

江苏省服务业地区差异及影响因素实证分析

服务业定地区综合竞争力和现代化水平的重要标志.江苏省服务业发展相对滞后,内部结构不合理,地区之间发展不均衡,江苏省服务业发展除了1997-1999期间存在δ收敛趋势外,其余时期均存在δ发散、存在比较明显的绝对β-发散、俱乐部收敛特征.其影响因素在于地区之间服务业相互作用及地区基础设施及知识密集型服务业缺位.     

胶东蓬莱金矿区流体包裹体和氢氧同位素地球化学研究

蓬莱地区金矿床以石英脉型为主，其次是蚀变岩型；成矿条件与著名的玲珑金矿床相似。金主要产于黄铁矿和多金属硫化物石英脉中。流体包裹体研究表明，金矿床中主要存在两种类型的流体包裹体：CO2-H2O包裹体和中低盐度的NaCl—H2O溶液包裹体。CO2-H2O包裹体气相以CO2为主，可含少量CH4、H2S、CO。其中，黄铁绢英岩的石英中含有丰富的CO2-H2O包裹体，而黄铁矿石英脉和多金属硫化物石英脉中富CO2与富H2O的CO2-H2O包裹体共存。显微测温结果显示，黄铁绢英岩中的CO2-H2O包裹体的均一温度范围为230℃～300℃；而黄铁矿和多金属硫化物石英包裹体的均一温度为220℃-390℃，鉴于这些包裹体是从不混溶的CO2-H2O流体中捕获的，因此它们的温度下限220℃～250℃左右，应该看作是它们的形成温度。成矿早期流体为富含挥发份（流体密度0．92～0.985g／cm^3）、中低盐度（4．15％～5.23％NaCleqv）的流体：到主成矿期逐渐演化为温度升高，盐度变化范围大（1.02％～15.5％NaCleqv），水溶液以NaCl为主，气体仍以CO2为主，但可含少量的CH4、H2S、CO及有机质等的流体（流体密度0.32～0.99g／cm^3）；成矿期后的流体盐度、温度及CO2含量降至最低。本区矿床中石英的占δ^18O值变化在13.8‰-18.3‰，成矿流体的占δ^18O值在4、9‰-10.9‰之间，流体包裹体中占D变化范围很小，从-78‰变化到-101‰，主要集中在-78‰～-88‰之间。由此表明成矿流体以岩浆水为主，伴有大气降水的参与。在主成矿期成矿流体表现出明显的多期、多来源特征。温度降低和流体不混溶是导致金等成矿元素沉淀和富集的重要机制。     

古骨胶原的氧同位素分析及其在先民迁徙研究中的应用

古骨中的O同位素分析可以揭示先民和动物的饮用水来源,复原其所处的古环境,可为探索先民的来源地和迁徙状况提供重要的参考信息.选取中国商代都邑级别的郑州小双桥遗址出土的17例动物和先民骨骼,在C、N稳定同位素分析食物结构的基础上,利用O稳定同位素分析,对动物物种间δ18O值的差异状况与饮用水来源、代谢方式和饮食结构的关系,以及先民δ18O值的差异原因和身份进行了探讨.结果表明,不同种属动物骨胶原的δ18O值存在较大差异,并且这些差异与个体饮食中C3和C4食物比重的关系不大,更多地是受饮用水中δ18O值与新陈代谢方式(反刍和非反刍)的影响,反刍类动物明显高于非反刍类动物.此外,遗址中先民的δ18O值也有较大差别,表明这些先民生前可能至少来自2个区域,Ⅴ区丛葬坑H66中埋葬的先民相比Ⅸ区地层中的部分先民,来自于更接近海洋的地区.结合古文献和考古资料,推测Ⅴ区丛葬坑H66中埋葬的先民极有可能是东夷族人.     

南通地区1960 年-2007 年气温与降水的年际和季节变化特征

以南通地区7个观测站点逐月平均气温、平均最高气温、平均最低气温和降水量数据为基础,采用线性趋势法、滑动平均法、Malln—Kendall非参数检验法、滑动t检验法和小波分析方法,分析了1960年一2007年南通地区气温、降水的年际和季节变化趋势和突变、周期变化特征。结果表明：1960年-2007年,年际变化以最低气温的较大增幅和较早突变为特征。季节变化以秋冬季平均气温、平均最低气温增温明显,且冬季降水量增加,以及秋冬季增暖突变较早为主要特征。周期变化上,气温和降水参数多存在较大时间尺度上较为稳定的变化特征,如牟平均气温21—30a和春季降水量14—25a时间尺度的变化。小尺度上（10a以下）的变化较为频繁,但不是很稳定。总体上,南通地区气温突变时间要晚于我国西部和中部地区,而降水变化不显著。