基于氢氧同位素的黄土区场次降水水体补给转化关系研究

黄土高原地区开展的生态建设措施改变了流域地形并影响了水文过程。为探究影响途径,以黄土区典型小流域王茂沟流域为研究区,针对场次降水,采集降水前、后的坝地、梯田两种地类分层土壤样品、降水样品、地表水和浅层地下水样品,通过稳定氢氧同位素技术分析水体中的δD和δ18 O,揭示了黄土沟壑区降水-地表水-浅层地下水、降水-土壤水之间的传输转化关系。结果表明:场次降水(20230423)时段内,降水量为70.0 mm,降水和地表水补给浅层地下水,补给比例分别为27.62%和72.38%;地表水和浅层地下水水分传输过程中存在坝地的情况下,降水对浅层地下水的补给率增加了31.90%;沿程地表水和浅层地下水之间的蒸发损失为1%~13%,且在地表水补给浅层地下水的过程中,蒸发损失随传输距离的增加而增大;坝地深层土壤水较梯田更容易受到降水补给;坝地0~60 cm土层土壤水对60~100 cm土壤水的垂向补给率(48.11%)小于梯田0~40 cm土层土壤水对40~100 cm土壤水的垂向补给率(55.11%)。研究成果可为黄土高原地区生态建设治理对流域水文过程的影响研究和区域生态环境保护提供参考。