氯离子质量平衡法应用问题刍议

氯离子质量平衡法(CMB)利用惰性示踪剂Cl-可以揭示区域地下水平均补给速率,补给事件和环境、气候变化事件等信息,可为相关研究提供可靠的信息。虽然该方法简单、有效,已经得到大量应用,但是也具有明显的局限性。综述了基于CMB法的相关研究,回溯了该方法的提出和演化,讨论了其主要假设条件和应用的局限性,阐明为了准确地应用该方法需要加强的方面。首先要重视氯离子干沉降的观测和研究。其次要加强氯离子沉降空间变化的观测和研究。在方法上要注意综合采用多种示踪剂、土壤理化性质和平行钻孔等手段来研究。最后要加强对氯离子平衡过程,及其相关的自然过程和人类活动的研究。对促进氯离子质量平衡法在地下水研究方面的应用和发展,具有一定的参考价值。

察汗淖尔干湖床点尺度非饱和带降水入渗补给研究

为深入了解半干旱区降水入渗补给的规律,基于张家口市尚义县气象站点降水数据和采样点土壤性质,采用稳定同位素、Mann-Kendall(M-K)趋势检验法和氯离子质量平衡法(CMB)等方法分析察汗淖尔干湖床的降水入渗补给速率.结果表明:①研究区土壤1.4 m深度以上为混合层,土壤水主要运动方式为优先流,土壤含水率变幅较大且呈显著增加趋势;1.4 m深度以下为稳定层,土壤水主要运动方式为活塞流,土壤含水率无显著变化.土壤水氯离子质量浓度随深度增加先显著降低后增加,整体无明显变化.②土壤1.0 m深度处存在2011年的降水入渗补给信号;1.6 m处存在2009年的降水入渗补给信号;3.0 m处存在2006—2007年的降水入渗补给信号.③土壤水剖面平均记录密度约为2.60 a/m,降水入渗补给速率约为0.15~0.19 mm/a,年均降水入渗补给量占多年平均降水量的0.03%~0.05%.

黄土高原白草塬土地利用变化对地下水补给的影响

为研究黄土高原土地利用变化对地下水补给的影响,在甘肃会宁县白草塬采集农地、杏林地、杏林‖柠条地和杏林‖苜蓿地4种土地利用方式0~10 m剖面土样,通过制定表征土壤水分亏缺的指标和氯离子质量平衡法,从土壤水分含量、储水量、干燥化和深层渗漏量等角度分析了土地利用变化对地下水补给的可能影响。结果表明:不同土地利用方式对土壤水分作用强度和深度不同。0~10 m剖面的平均土壤含水量表现为农地>杏林地>杏林‖柠条地>杏林‖苜蓿地。0~5 m包含杏树的两种间作地平均土壤含水量已达到或接近萎蔫湿度,土壤达到中度甚至重度干燥化;5~10 m各利用方式干燥化程度有所减轻。4种样地土壤水分深层渗漏量为8.8~13.6 mm·a ^-1,占多年平均降雨量的4.0%。由于土地利用类型转换时间不到10年,尽管土地利用变化对土壤水分有较大影响,但对地下水补给的影响尚不显著。

双重介质模型中地下水运动的环境示踪

为评价博茨瓦纳帕拉匹村非均质裂隙含水层的地下水资源 ,采用双重介质法及增加阻水水平屏障来模拟含水层 ,用排水和蒸发双重边界来模拟季节性河流 ,用溶质运移模型来再现示踪剂氟氯烃化合物 (CFC)在地下水中的分布 ,用环境同位素氢和氧分析地下水的来源 ,用氯离子质量平衡法估计入渗量。对双重介质的不同有效空隙度的确定则采用了地下水年龄示踪剂CFC的实测值分析得出。这些为地下水模型的真实、准确提供了几种独立。

黄土塬区土地利用变化对地表蒸散的影响

明确黄土高原地表蒸散对土地利用变化的响应,有助于评估退耕还林/还草工程对区域气候的影响。为此,在陕西长武黄土塬区5个地点分别采集农地和20龄苹果园10 m深土壤剖面样品,测定土壤水分和氯离子含量,结合当地22龄苹果园4~18 m土壤水分历史数据,基于空间换时间的方法定量评估农地转化为苹果园后对地表蒸散的影响。结果表明:(1)由农地转化的20龄苹果园4~10 m土壤水分明显减小,仅为农地的71%;(2)农地对地下水的平均潜在补给量和地表蒸散量分别为57 mm·a^(-1)和527 mm·a^(-1),分别占年均降水量的10%和90%;(3)农地转化为苹果园后地表蒸散量增加,22龄苹果园平均蒸散量为625 mm·a^(-1),相比农地增加量为98 mm·a^(-1),其中4~10 m和4~18 m深层土壤水分别贡献了24 mm·a^(-1)和41 mm·a^(-1),约占总蒸散量的4%和7%。本文首次定量评估了黄土高原地区农地转化为苹果园对地表蒸散的影响以及深层土壤水对深根系苹果树蒸散的贡献,为评价该区域土地利用变化对蒸散以及气候的影响提供科学依据。