《基於碘（127，129）同位素流域水文過程機理研究與模擬》是依託河海大學，由衣鵬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於碘(127,129)同位素流域水文過程機理研究與模擬
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：衣鵬
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
環境同位素技術是解決水文學中流域徑流分割問題的重要手段。在實踐中，所選同位素對流域水源識別的準確性及自身的穩定性對徑流分割模型的結果影響很大。針對傳統水文同位素在實際套用中表現出低敏感性、不穩定性等問題，本研究擬利用高敏感性碘同位素來替代傳統同位素，並以梅林流域為研究對象，通過天然降雨-徑流採樣，對雨水、土壤水、地下水和河水中127I、129I、δD、δ18O 同位素及SiO2進行分析。並以碘、氫、氧同位素及SiO2構建徑流分割模型，比較不同同位素輸入方法差異導致模擬結果的不確定性。此外，本項目擬建立同時考慮水文過程和同位素模擬的流域水文模型，可以對流域水流和溶質複雜過程進行描述，迴避傳統概念性水文模型只側重於降雨徑流過程的模擬。研究成果將在水文學、環境地球化學套用等領域取得創新，為多學科交叉發展提供借鑑。
結題摘要
為了對水資源進行合理的、可持續的開發利用，深入研究流域的水文過程成為一重要課題。傳統的流域水文模型對地表地下徑流水循環機制特別是土壤中水分運移過程模擬的研究較為概化。本研究引入了穩定氫氧同位素（δD, δ18O），提供有關水體本身及其滲入土壤的信息，模擬水分在土壤內部的運移過程，創造性的把流域下墊面劃分為飽和區和非飽和區，簡化模型結構和參數數量。但是考慮到傳統氫氧同位素在流域水文套用中存在的問題，本研究設計了小型徑流場實驗，進行含有高豐度（10‰）人工同位素（氫δD，氧δ18O，總碘127I）的人工降水實驗，利用127I同位素分析δD, δ18O同位素在蒸散發過程中的分餾等誤差。此模型研究深入流域內部，定量化揭示流域內微觀水循環機理，反映地表和地下徑流的運移和轉化過程。項目開展過程中，通過野外取樣、室內試驗以及圖像分析等，研究了黃河源區、長江口、南海三個地區的碘同位素分布特徵，以及新安江上游小流域和黃河源區內的氫氧同位素分布特徵。同時，分別結合案例分析了氫氧與碘同位素在流域滯時分布和水源劃分中的套用。研究表明，多種同位素的結合套用，可以幫助深入理解水循環中複雜的水文過程。該研究可為土壤中水體的污染物溶質運移研究提供新的思路，並為突發性暴雨事件的短期徑流預報提供支持，為水資源合理開發提供科學依據。本項目將在水文及地球化學交叉領域取得創新，為水資源開發利用提供科學依據。
