同位素水文技術(shù)在黑河流域水循環(huán)研究中的應(yīng)用

前言

　　西北內(nèi)陸河干旱地區(qū)水資源時(shí)空分布不均，中下游盆地水資源嚴(yán)重缺乏，生態(tài)環(huán)境極為脆弱，水資源問題已成為制約西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素。如何可持續(xù)利用流域水資源，進(jìn)行流域生態(tài)環(huán)境修復(fù)，日益成為政府和水行政主管部門迫切需要解決的問題。要合理開發(fā)利用水資源，必須對水資源進(jìn)行科學(xué)評價(jià)和可持續(xù)管理，但水資源的可持續(xù)利用和管理取決于對水循環(huán)及其演變規(guī)律的認(rèn)識程度。　　黑河流域干旱區(qū)特殊的地理環(huán)境，形成了獨(dú)具特色的水循環(huán)模式。水資源形成、運(yùn)移、轉(zhuǎn)化和消耗過程具有明顯的規(guī)律性，這種水循環(huán)特征或模式隨著流域人類活動(dòng)影響強(qiáng)度的日益加劇發(fā)生了較大的變化，水循環(huán)模式的變化直接改變了流域水資源分布規(guī)律，造成流域生態(tài)環(huán)境日益惡化，如中游盆地水資源的過度開發(fā)利用，造成泉水溢出帶泉水枯竭；進(jìn)入下游盆地的水量銳減，導(dǎo)致下游盆地地下水嚴(yán)重超采；水位持續(xù)大幅下降，引起下游盆地天然綠洲萎縮；土地沙漠化、荒漠化、鹽漬化程度和范圍日益擴(kuò)大，引起整個(gè)流域生態(tài)環(huán)境平衡失調(diào)和水資源危機(jī)，對流域生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞。流域水循環(huán)模式的變化直接影響著流域水資源的開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境修復(fù)，嚴(yán)重影響流域經(jīng)濟(jì)和社會的可持續(xù)發(fā)展?！　…h(huán)境同住素水文技術(shù)是目前研究水循環(huán)問題非常有效的先進(jìn)技術(shù)。近幾十年來，在國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）的組織和推廣下，同位素水文技術(shù)在水循環(huán)過程的研究中發(fā)揮了重要且獨(dú)特的作用，被廣泛應(yīng)用于解決與水資源有關(guān)的水文學(xué)問題和水一生態(tài)系統(tǒng)中的環(huán)境問題，尤其在水資源的補(bǔ)給來源、循環(huán)途徑和補(bǔ)給年齡等方面。目前同位素水文技術(shù)已發(fā)展成為一門新的分支學(xué)科——同位素水文學(xué)（Isotope Hvdrology）。　　為推動(dòng)同位素水文技術(shù)在我國水文水資源領(lǐng)域的應(yīng)用，2002年IAEA將“黑河地表水與地下水轉(zhuǎn)換規(guī)律研究”批準(zhǔn)為2003-2004年IAEA技術(shù)合作項(xiàng)目（Technical C100peration Project），項(xiàng)目編號CPR／8／015?！　≡擁?xiàng)目研究目標(biāo)是通過采用先進(jìn)的環(huán)境同位素水文技術(shù)，研究流域地下水循環(huán)特征，建立流域水循環(huán)模式，分析人類活動(dòng)對水循環(huán)和水資源的變化及影響，揭示水循環(huán)演變機(jī)制和水資源演變規(guī)律，為流域水資源評價(jià)、水資源的開發(fā)利用和規(guī)劃以及黑河流域近期治理提供了重要的科學(xué)依據(jù)，同時(shí)為西北內(nèi)陸河流域水循環(huán)規(guī)律研究提供了重要的借鑒經(jīng)驗(yàn)，也為水利部門推廣應(yīng)用同位素水文技術(shù)積累了應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?！　≡擁?xiàng)目自2002年啟動(dòng)，歷時(shí)3年，在此期間，研究人員收集了前人大量的研究成果并加以分析吸收，同時(shí)開展了多次野外地質(zhì)調(diào)查和水化學(xué)、環(huán)境同位素取樣工作，獲得了大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、資料和同位素分析數(shù)據(jù)。

內(nèi)容概要

本書介紹了環(huán)境同位素水文技術(shù)在黑河流域水循環(huán)研究中的應(yīng)用。通過對流域大氣降水、地表水和地下水的環(huán)境同位素取樣分析，研究了流域地下水循環(huán)特征、流域地下水的補(bǔ)給來源、地表水與地下水的轉(zhuǎn)化關(guān)系，并通過利用3H、CFC等測齡技術(shù)確定了流域地下水的補(bǔ)給年齡，查明了地下水可更新能力。研究分析人類活動(dòng)對水循環(huán)和水資源的變化及影響，揭示變化環(huán)境下水循環(huán)演變機(jī)制和水資源演變規(guī)律，為流域水資源評價(jià)、水資源的開發(fā)利用和規(guī)劃以及黑河流域近期治理提供了重要的科學(xué)依據(jù)。對從事同位素、水文地質(zhì)學(xué)研究和應(yīng)用的科研、工程技術(shù)人員及其他有關(guān)人員具有重要的參考價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用意義。

書籍目錄

前言第1章　流域概況  1.1　流域自然地理  1.2　氣候與水文第2章　地質(zhì)、水文地質(zhì)條件    2.1  地質(zhì)條件    2.2　水文地質(zhì)條件第3章　流域水資源基本特征  3.1  流域水資源存在形式  3.2　降水基本特征  3.3　冰川資源  3.4　地表徑流  3.5　區(qū)域水循環(huán)特征  3.6　流域水資源開發(fā)利用情況  3.7　流域水資源特征第4章　環(huán)境同位素水文技術(shù)  4.1  同位素水文技術(shù)發(fā)展簡述  4.2  同位素水文技術(shù)應(yīng)用的基本原理  4.3  天然水體穩(wěn)定同位素組成特征  4.4　地下水年齡（駐留時(shí)間）的確定  4.5　CFC測齡第5章　環(huán)境同位素取樣和分析  5.1  同位素取樣點(diǎn)選擇  5.2　取樣所采用材料和設(shè)備  5.3　野外取樣工作步驟  5.4　取樣方法  5.5　樣品實(shí)驗(yàn)室分析第6章　黑河上游山區(qū)水循環(huán)特征  6.1  水資源形成和轉(zhuǎn)化的地質(zhì)條件  6.2　上游山區(qū)地表水水化學(xué)特征  6.3　山區(qū)降水同位素組成  6.4　山區(qū)地表水同位素組成  6.5　山區(qū)地下水同位素組成  6.6　黑河上游水循環(huán)特征第7章　黑河中游水循環(huán)特征  7.1　地下水補(bǔ)、徑、排條件  7.2　中游地下水動(dòng)態(tài)  7.3  水化學(xué)特征及演變規(guī)律  7.4　環(huán)境同位素分析  7.5　中游地下水年齡  7.6　環(huán)境示蹤劑沿河變化  7.7  斷面平衡法定量分析  7.8  中游水循環(huán)模式及特征第8章　黑河下游水循環(huán)模式  8.1  地下水的補(bǔ)給、徑流與排泄條件  8.2　入境徑流分析  8.3　下游地下水動(dòng)態(tài)  8.4  下游地表水、地下水水化學(xué)分布特征  8.5　環(huán)境同位素分布特征  8.6　水循環(huán)特征分析  8.7　流域循環(huán)模式第9章　黑河流域水循環(huán)變化及影響分析  9.1　黑河中游  9.2　黑河下游第10章　結(jié)語　10.1  研究的主要成果和認(rèn)識　10.2　對水資源開發(fā)利用的幾點(diǎn)建議參考文獻(xiàn)后記

章節(jié)摘錄

　　第1章　流域概況　　1.1　流域自然地理　　1.1.1　地理位置　　黑河是我國西北干旱地區(qū)第二大內(nèi)陸河，發(fā)源于祁連山中段，流域范圍介于東經(jīng)98度～102度北緯37度50＇～42度40＇之間，南起祁連山，北至額濟(jì)納的居延海，東至山丹大黃山，西至嘉峪關(guān)的黑山。流域東與石羊河流域相鄰，西與疏勒河流域相接，北與蒙古人民共和國接壤，涉及青海、甘肅、內(nèi)蒙古3?。▍^(qū)），流域總面積14.29萬km2，其中甘肅省6.18萬km2，青海省1.04萬km2，內(nèi)蒙古約7.07萬km2；流域平原區(qū)面積約5萬km2，流域面積的35％，其余地區(qū)為基巖山地、戈壁和沙漠。黑河流域地理位置。　　黑河流域具有重要的戰(zhàn)略地位，中游張掖地區(qū)位于古絲綢之路和今日歐亞大陸橋之要地，是甘肅省重要的糧食生產(chǎn)基地，自古享有“金張掖”的美稱，在甘肅省乃至西北地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位。下游的額濟(jì)納旗有我國著名的衛(wèi)星發(fā)射基地——酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地，與蒙古人民共和國接壤的邊界線長達(dá)507 km；居延三角洲的天然額濟(jì)納綠洲，既是阻擋風(fēng)沙侵襲、保護(hù)生態(tài)的天然屏障，又是當(dāng)?shù)厝嗣穹毖苌?、國防科研和邊防建設(shè)的重要依托?！　?.1.2　地形地貌　　根據(jù)黑河流域地形地貌，黑河流域遙感影像圖見圖，黑河流域可分為上、中、下游3部分。　　出山口鶯落峽以上的祁連山區(qū)為上游區(qū)，山區(qū)山勢陡峻，西高東低，由南向北傾斜，溝谷切割劇烈，海拔高程大多在3000～5000m，祁連山主峰海拔高程為5564m。在4000m以上山區(qū)，常年積雪，其中在4500m以上發(fā)育有現(xiàn)代冰川，在3000～4 000 m生長有森林。祁連山區(qū)河道兩岸山高谷深，河床陡峻，氣候陰濕寒冷，植被較好，多年平均氣溫不足2℃，降水較為豐沛，年均350mm左右，是黑河流域的產(chǎn)水區(qū)。

編輯推薦

　　《同位素水文技術(shù)在黑河流域水循環(huán)研究中的應(yīng)用》對從事同位素、水文地質(zhì)學(xué)研究和應(yīng)用的科研、工程技術(shù)人員及其他有關(guān)人員具有重要的參考價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用意義。

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