內(nèi)蒙孿井灌區(qū)土壤水分運(yùn)移及地下水氫氧穩(wěn)定同位素特征研究.pdf

1、本論文是在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《引黃灌溉對(duì)干旱區(qū)深埋潛水的補(bǔ)給及環(huán)境效益》研究基礎(chǔ)上完成的。內(nèi)蒙古是我國(guó)干旱區(qū)主要分布地之一，在干旱區(qū)沒(méi)有灌溉就沒(méi)有農(nóng)業(yè)，而研究區(qū)孿井灘位于及其干旱的沙漠邊緣，該區(qū)蒸發(fā)量極大，降水極少，水資源嚴(yán)重短缺，因此要想發(fā)展農(nóng)業(yè)必須依靠灌溉。 本文在查閱和總結(jié)大量的中外文獻(xiàn)與資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)室內(nèi)外試驗(yàn)和理論分析計(jì)算對(duì)孿井灌區(qū)進(jìn)行包氣帶水分運(yùn)移研究及地下水補(bǔ)給機(jī)制研究： 首先，在灌區(qū)主要觀測(cè)井內(nèi)安裝

2、水位自動(dòng)觀測(cè)儀對(duì)灌區(qū)內(nèi)地下水進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)，以得到地下水位變化的最直觀數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)表明：灌區(qū)內(nèi)地下水位在逐漸升高。 其次，取灌區(qū)內(nèi)地下水水樣，進(jìn)行氫氧穩(wěn)定同位素測(cè)定分析，從環(huán)境同位素角度對(duì)地下水的補(bǔ)給機(jī)制進(jìn)行分析，結(jié)果表明：1)灌區(qū)內(nèi)地下水氫氧穩(wěn)定同位素總體特征一致，表明其起源一致，主要接受灌溉水和降雨補(bǔ)給。2)同一氣候條件下，地下水中氫氧同位素特征存在空間變化特征，其在地下水淺埋區(qū)域顯現(xiàn)出明顯的同位素富集，其原因是在同一氣候條件下

3、淺埋區(qū)地下水受到的蒸發(fā)要比深埋地下水受到的蒸發(fā)強(qiáng)。3)地下水中的氫氧同位素特征存在季節(jié)變化特征，其在冬季氘富集、<'18>O貧化，而夏季顯現(xiàn)出氘貧化、<'18>O富集。4)結(jié)合氚豐度值以及灌區(qū)內(nèi)主要觀測(cè)井水位埋深變化特征表明地下水中主要是早期形成的固地下水而灌溉水及現(xiàn)代降雨在地下水中很少。 最后，用WHI Unsat2.2中的VS2DT軟件以及中子儀現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的方法對(duì)灌溉后包氣帶土壤水分運(yùn)移進(jìn)行模擬和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，分別對(duì)種植玉米和油葵

4、的坑1和坑3進(jìn)行研究，結(jié)果表明：1)由于都經(jīng)過(guò)一個(gè)冬天的裸地蒸發(fā)，春灌前土壤含水率都很低，因此，春灌后包氣帶水分運(yùn)移較慢，所以春灌后灌溉水滲漏量很少。2)經(jīng)過(guò)作物生長(zhǎng)期的數(shù)次灌水之后，使得土壤含水率較春灌前要高很多，因此玉米的五水和油葵的三水都是形成滲漏的主要因素，同時(shí)由于玉米需要灌水5次特別后3次每次灌水間隔較短為15天，而油葵灌水為3次，每次灌水間隔時(shí)間較長(zhǎng)，因此種植玉米要比種植油葵所形成的灌溉水滲漏量要大。3)坑1和坑3都為雙層地