Tính chất của đồng vị ổn định và hóa lý nước ngầm quanh hồ Thanh Hải, Tây Bắc Cao nguyên Thanh-Tạng, Trung Quốc

Springer Science and Business Media LLC - Tập 71 - Trang 1159-1167 - 2013
Bu-Li Cui1,2,3, Xiao-Yan Li2,3
1State Key Laboratory of Loess and Quaternary Geology, Institute of Earth Environment, Chinese Academy of Sciences, Xi’an, China
2State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology, Beijing Normal University, Beijing, China
3College of Resources Science and Technology, Beijing Normal University, Beijing, China

Tóm tắt

Việc sử dụng tích hợp các chỉ số đồng vị và hóa lý nước là một phương pháp hiệu quả để nghiên cứu các quá trình thủy văn phức tạp của nước ngầm. Thành phần đồng vị ổn định và hóa lý của nước ngầm xung quanh hồ Thanh Hải đã được nghiên cứu nhằm tìm hiểu các nguồn gốc và khu vực tiếp nhận nước. Hầu hết các điểm nước ngầm nằm gần với đường nước mưa địa phương, cho thấy rằng nước ngầm chủ yếu được tiếp nhận từ lượng mưa trong lưu vực, mặc dù đã trải qua nhiều mức độ bay hơi khác nhau. Phân tích hóa lý cho thấy nước ngầm chủ yếu là nước ngọt và kiểu hóa lý là Ca–Mg–HCO3; các kết quả của mô hình bao boomerang và các chất tan tính toán cho thấy hóa lý của nước ngầm chủ yếu bị kiểm soát bởi sự hòa tan của cacbonat xung quanh hồ Thanh Hải. Độ cao tiếp nhận nước ngầm khá thấp (tại 3.400 m trên mực nước biển) ở bờ phía Bắc hồ Thanh Hải (các vị trí G1 và G5), tương đối cao (trên 3.900 m trên mực nước biển) ở bờ phía Nam (các vị trí G3 và G4), và khoảng 3.700 m trên mực nước biển ở bờ phía Tây (vị trí G2). Hơn nữa, các mẫu nước ngầm từ vùng đứt gãy (ví dụ như G3) có thể được tiếp nhận một phần từ nước khe nứt hoặc nước giữa các lưu vực. Độ mặn cao của nước ngầm ở bờ phía Tây (vị trí G2) có liên quan đến sự hòa tan của muối évaporit, nước ngầm không phù hợp cho việc uống và nước uống cần được cải thiện và nâng cao tại khu vực này. Kiến thức từ nghiên cứu của chúng tôi có thể thúc đẩy quản lý hiệu quả tài nguyên nước trong khu vực lạnh và bán khô hạn này và bổ sung dữ liệu mới vào cơ sở dữ liệu nước ngầm toàn cầu.

Từ khóa

#đồng vị ổn định #hóa lý nước #nước ngầm #hồ Thanh Hải #cao nguyên Thanh-Tạng

Tài liệu tham khảo

Adams S, Titus R, Pietersen K, Tredoux G, Harris C (2001) Hydrochemical characteristics of aquifers near Sutherland in the Western Karoo, South Africa. J Hydrol 24:191–203 Alyamani MS (2001) Isotopic composition of rainfall and ground-water recharge in the western province of Saudi Arabia. J Arid Environ 49:751–760 Bian QT, Liu JQ, Luo XQ, Xiao JL (2000) Geotectonic setting, formation and evolution of the Qinghai Lake. Seismol Geol 22(1):20–26 (in Chinese) Bortolami GC, Ricci B, Susella GF (1979) Isotope hydrology of the Val Corsaglia, Maritime Alps, Piedmont, Italy. In: Isotope Hydrology, Neuherberg, Germany, pp 327–350 Carol E, Kruse E, Mas-Pla J (2009) Hydrochemical and isotopical evidence of ground water salinization processes on the coastal plain of Samborombón Bay, Argentina. J Hydrol 365:335–345 Carpenter SR, Caraco NF, Correll DL, Howarth RW, Sharpley AN, Smith VH (1998) Non-point pollution of surface waters with phosphorus and nitrogen. Ecol Appl 8:559–568 Chang J, Wang GX (2010) Major ions chemistry of groundwater in the arid region of Zhangye Basin, northwestern China. Environ Earth Sci 61:539–547 Clark ID, Frjtz P (1997) Environmental isotopes in hydrogeology. Lewis Publishers, New York Coplen TB (1993) Uses of environmental isotopes. In: Alley WM (ed) Regional groundwater quality. Van Nostrand Reinhold, New York, pp 227–254 Craig H (1961) Isotopic variation in meteoric waters. Science 133:1702–1703 Cui BL (2011) Water cycle and transformation relations among precipitation, river water, groundwater and lake water in the Qinghai Lake Basin based on the stable isotope. PhD Dissertation, Beijing Normal University (in Chinese) Edmunds WM, Ma JZ, Aeschbach-Hertig W, Kipferd R, Darbyshire DPF (2006) Groundwater recharge history and hydrogeochemical evolution in the Minqin Basin, North West China. Appl Geochem 21:2148–2170 Friedman I, Machta L, Soller R (1962) Water vapour exchange between a water droplet and its environment. J Geophys Res 67:2761–2766 Gibbs RJ (1970) Mechanisms controlling world water chemistry. Science 170:1088–1090 Gibson J, Edwards T, Birks S, Amour N, Buhay W, McEachern P, Wolfe B, Peters D (2005) Progress in isotope tracer hydrology in Canada. Hydrol Process 19:303–327 Hu MH, Stallard RF, Edmond JM (1982) Major ion chemistry of some large Chinese rivers. Nature 298:550–553 Jin ZD, Wang SM, Zhang F, Shi YW (2010) Weathering, Sr fluxes, and controls on water chemistry in the Lake Qinghai catchment, NE Tibetan Plateau. Earth Surf Proc Land 35:1057–1070 Kanduč T, Mori N, Kocman D, Stibilj V, Grassa F (2012) Hydrogeochemistry of Alpine springs from North Slovenia: insights from stable isotopes. Chem Geol 300–301:40–54 Li XY, Xu HY, Sun YL, Zhang DS, Yang ZP (2007) Lake-level change and water balance analysis at Lake Qinghai, west China during recent decades. Water Resour Manage 21:1505–1516 LZBCAS (Lanzhou Branch of Chinese Academy of Sciences) (1994) Evolution of recent environment in Qinghai Lake and its prediction. Science Press, Beijing (in Chinese) Ministry of Health (2006) Standards for drinking water quality, GB5749-2006. Ministry of Health of the People’s Republic of China, Beijing (in Chinese) Niewodniczanski J, Grabczak J, Baranski L, Rzepka J (1981) The altitude effect on the isotopic composition of snow in high mountains. J Glaciol 27:99–111 Pang Z, Kong Y, Froehlich K, Huang T, Yuan L, Li Z, Wang F (2011) Processes affecting isotopes in precipitation of an arid region. Tellus B 63(3):352–359 Paul G, Wanielista M (2000) Effects of evaporative enrichment on the stable isotope hydrology of a central Florida (USA) river. Hydrol Process 14:1465–1484 Payne BR, Leontiadis J, Dimitroulas C (1978) A study of the Kalamos springs in Greece with environmental isotopes. Water Resour Res 14(4):653–658 Saravana KU, Bhishm K, Rai SP, Sharma S (2010) Stable isotope ratios in precipitation and their relationship with meteorological conditions in the Kumaon Himalayas, India. J Hydrol 391:1–8 Song X, Liu X, Xia J, Yu J (2006) A study of interaction between surface water and ground-water using environmental isotope in Huaisha River basin. Sci China 49(12):1299–1310 Stowhas L, Moyano JC (1993) Simulation of the isotopic content of precipitation. Atmos Environ 27(3):327–333 Sun DP, Tang Y, Xu ZQ, Han Z (1991) A preliminary investigation on chemical evolution of the Lake Qinghai water. Chin Sci Bull 15:1172–1174 (in Chinese) Tang RC, Gao XQ, Zhang J (1992) The annual changes of the water level of the Lake Qinghai in the recent thirty years. Chin Sci Bull 37(6):524 (in Chinese) Tian LD, Yao TD, Sun WZ, Stievenard M, Jouzel J (2001) Relationship between δD and δ18O in precipitation from north to south of the Tibetan Plateau and moisture cycling. Sci China 44(9):789–796 Wassenaar LI, Athanasopoulos P, Hendry MJ (2011) Isotope hydrology of precipitation, surface and ground waters in the Okanagan Valley, British Columbia, Canada. J Hydrol 411:37–48 Weyhenmeyer CE, Burns SJ, Waber HN (2002) Isotope study of moisture sources, recharge areas, and groundwater flow paths within the eastern Batinah coastal plain, Sultanate of Oman. Water Resour Res 38(10):1184–1206 World Health Organization (2008) Guidelines for drinking-water quality, incorporating 1st and 2nd addenda, vol. 1, Recommendations, Geneva Xiao J, Jin ZD, Zhang F, Wang J (2012a) Solute geochemistry and its sources of the groundwater’s in the Qinghai Lake Catchment, NW China. J Asian Earth Sci 52:21–30 Xiao J, Jin ZD, Ding H, Wang J, Zhang F (2012b) Geochemistry and solute sources of surface waters of the Tarim River Basin in the extreme arid region, NW Tibetan Plateau. J Asian Earth Sci 54–55:162–173 Xu H, Hou Z, An Z, Liu X, Dong J (2010) Major ion chemistry of waters in Lake Qinghai catchments, NE Qinghai-Tibet Plateau, China. Quatern Int 212:35–43 Yan HY, Jia SF (2003) Water balance and water resources allocation of Qinghai Lake. J Lake Sci 15(1):35–40 (in Chinese)