《騰格里沙漠東緣地下水補給來源及對氣候變化的回響》是依託北京師範大學，由丁貞玉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：騰格里沙漠東緣地下水補給來源及對氣候變化的回響
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：丁貞玉
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
乾旱區地下水是最寶貴的自然資源及戰略資源，其本身豐富的信息內涵及包氣帶同位素和化學組分特徵是判斷區域氣候變化及環境演變的重要標記，是研究全球變化及大陸水文循環的重要方向及關鍵領域。選擇騰格里沙漠東緣為目標研究區，結合特有的地質條件及氣候特徵，選取技術方法上比較成熟的天然環境示蹤劑（Cl-,NO3-，2H,18O 等）及常規水化學要素提取地下水中補給循環及氣候變化信息，採用LEACHM 模型模擬垂向大氣降水到地下水水化學特徵差異，判斷各化學組分在包氣帶中淋溶遷移的時間及規律，利用PHREEQCI 反向模擬地下水一維恆定流的情況下遷移演化過程及礦物質轉移量的變化情況，綜合分析山區-沙漠沿程地下水水循環及相互轉化關係與機制，通過研究包氣帶與地下水（Cl-,NO3）來源及補給過程探討氣候變化、人類活動對地下水補給的影響過程，綜合揭示晚更新世以來地下水演化規律及其對氣候變化與人類活動的回響關係。
結題摘要
騰格里沙漠東緣地下水水化學分布具有較明顯的分帶特徵，總體規律是：由山前戈壁向細土平原至荒漠地區，地下水礦化度(TDS)增大，但地下淺層水與深層水礦化度及水化學類型並無明顯的垂直性分布特徵，說明該區蒸發濃縮作用占主導因素，且覆蓋干擾其他水化學演化影響因素的突顯。淺層水水化學成份主要來源於土層鹽分的溶濾，局部變化與水的循環交替情況有密切聯繫，水平特徵可能與氣候乾旱、補給貧乏、徑流條件差以及岩層中富含該類鹽分等因素有關，加之近年來該區淺中層地下水長期大規模開採，礦化度增加情況分布不均勻。地下水樣品的δ18O平均值為-8.64‰，δ2H為-73.3‰，位於溫度較低、蒸發較小條件下的地方大氣降水線附近，典型的反映了現代突發洪水的滲透和賀蘭山西側山區沖積扇的潛流補給。但根據部分地下水氧同位素與氯離子濃度關係保存了氣候濕潤時期的降水補給信息。TDIC富集δ13C的關係斜率為-10.5，說明該區地下水中的CO2很有可能來自C3植被區的土壤，高含量的氯濃度顯示了很低的滲透速率，在沒有重要固相碳酸鹽條件下使得方解石達到飽和，也使得CO2–DIC有足夠時間平衡，而且矽酸鹽的風化提供了Ca2+。地下水中現代碳的50%來自近代，可能包含核試驗期間輸入的14C。 針對乾旱區硝酸鹽氮分布與遷移轉化規律及硝化反硝化作用過程研究較弱的問題，在研究區內針對不同深度土壤的總硝化速率與影響因素進行分析，發現研究區強烈的蒸散發作用使土壤中Cl-、NO3-呈活塞式分布。總硝化速率有一定的變化規律，不同植被覆蓋類型的土壤的總硝化速率有較大的差別，但由於荒漠區乾旱少雨，植被覆蓋率較低的原因，土壤的總硝化速率值偏低；深層土壤的總硝化速率明顯低於表層土壤。而反硝化作用及其微弱，測定值接近儀器的測定極限，主要是因為研究區含水率極低，通氣性較大，不能提供反硝化作用發生所需要的環境條件。採用LEACHM模型進行模擬和校正。確定補給率和水流和溶質運移的回響進程對於量化人類活動對於地下水補給和地下水質的影響是至關重要的。主成分分析和LEACHM結果的契合加強了對於補給率計算時平衡態的有效選取和驗證，特別是CMB方法的套用。但由於城市和農業擴張（人類活動）極大的影響了地下水的數量和質量以至於水化學改變比正常情況下發生的更快速。
