《基於穩定同位素和水化學的高寒冰川流域徑流組成研究》是依託江蘇師範大學，由馮芳擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於穩定同位素和水化學的高寒冰川流域徑流組成研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：馮芳
- 依託單位：江蘇師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
氣候變暖背景下，冰雪加速消融，引起高寒冰川流域徑流組成改變。但冰川流域由於存在多相態水體，水文過程複雜，目前對其徑流組成的研究還較薄弱。本項目選擇我國天山南坡高寒冰川流域阿克蘇河源小庫爾幹流域為研究區，旨在通過樣品採集、穩定同位素和水化學示蹤及模型模擬等方法，開展高寒冰川流域徑流組成研究。弄清高寒冰川流域不同水體穩定同位素和水化學的時空變化特徵及其水文指示意義；建立端元混合徑流分割模型，對分割結果進行驗證和誤差評估，準確定量冰雪融水、降水和地下水對徑流的貢獻率；闡明不同時間尺度冰雪融水變化對流域徑流過程的影響。研究結果有助於弄清全球變暖背景下冰川流域水文過程對氣候變化的回響機制，為我國西北乾旱區水資源合理利用提供科學依據。
結題摘要
氣候變暖背景下，冰雪資源加速消融，導致冰雪融水在短期內大幅增加，對我國西北地區高寒冰川流域徑流組成和水文過程影響顯著，要深入研究這些變化過程及其影響就需要開展徑流分割研究。本項目按照任務書如實進行，以高寒冰川區小庫爾幹流域為研究區域，套用穩定同位素和水化學示蹤技術，以定量確定冰雪融水、降水等對高寒流域徑流的補給比例為目標，取得了如下主要的研究成果：（1）在小庫爾幹流域系統採集了兩個水文年的各種不同水體樣品（大氣降水、冰雪融水、表層冰、積雪、泉水和河水），並進行氫氧同位素和水化學離子分析，積累了具有重要科研價值的數據；（2）研究確認水汽來源對流域降水化學離子常量濃度影響顯著，冰川區冰雪系統化學離子濃度變遷主要受到淋溶過程的影響，水-岩相互作用和流域水文過程是地表水和地下水化學離子濃度時空變化的主要原因。（3）研究結果表明流域沿海拔採集的河水樣品中穩定同位素特徵出現與降水中δ18O和δD相同的“海拔效應”，流域徑流穩定同位素組成主要受各種不同補給水源充分轉化混合後形成。（4）EMMA徑流分割模型結果表明，青冰灘72號水文斷面（海拔3 604 m）冰雪融水和降水分別占河流總流量的77.43%和22.57%；地窩子水文點（海拔2 879 m）冰雪融水、地下水和降水分別占河流流量的59.75%、19.60%和20.65%；流域出口小庫爾乾水文斷面（海拔2 333 m）冰雪融水、地下水和降水分別占河流流量的47.36%、17.47%和35.17%。徑流分割結果表明冰川區冰雪融水是小庫爾幹流域最重要的補給來源。本項目研究結果將為高寒山區冰川流域的水文模型提供部分參數，為進一步揭示氣候變暖背景下冰雪劇烈消融引起的水文過程及其對氣候變化的回響機制提供重要的理論依據。
