拉萨河流域水环境氢氧同位素特征及其指示意义.pdf

2 0 2 0 年第1 1 期 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 9 9 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 7 7 5 4 5 ．2 0 2 0 ．1 1 ．0 1 8 拉萨河流域水环境氢氧同位素特征及其指示意义 林聪业1 ’2 ，高柏1 ’2 ，华恩祥2 ～，张海阳1 ‘2 ，杨芬1 ’2 ，高杨1 。2 ，蒋文波h2 ，姜心月1 ，2 1 ．东华理工大学核资源与环境国家重点实验室，南昌3 3 0 0 1 3 ； 2 ．东华理工大学水资源与环境工程学院，南昌3 3 0 0 1 3 ； 3 ．东华理工大学长江学院，江西抚州3 4 4 1 0 0 摘要为了揭示拉萨河流域河水与地下水之间的补给机制，于2 0 1 9 年8 月通过采集并分析拉萨河水及 地下水中的氢氧同位素，丌展拉萨河流域水环境氢氧同位素特征研究。结果表明拉萨河水3 D 和6 ”O 值分别在1 5 1 ．e 2 X 。～1 3 2 ．2 4 X 和 2 0 ．4 9 ％。～ 1 8 ．1 3 X 。，地下水8 D 和∥ 值变化范围分别为 1 4 7 ．6 9 F 0 ～1 2 0 ．8 6 X 和1 9 ．5 6 ‰～ l6 ．o s X ”均在全球与中国大气降水范围值内，地下水重同位 素富集程度较河水强，河水与地下水3 D 和6 ” 值具有相似的变化特征，两者存在一定水力联系；当地 大气降水均为流域内水体的主要补给来源，地下水除降水补给外，还接受拉萨河水的补给；流域内体现 出明显的十旱和半十旱地区的气候特征，降水水汽主要受孟加拉湾海洋性气团的影响。 关键词拉萨河流域；氢氧同位素；海拔效应；氘盈余 d - e X C e S S 中图分类号X 8 2 , 1文献标志码A 文章编号1 0 0 77 5 4 5 2 0 2 0 l l0 0 9 90 8 C h a r a c t e r i s t i c sa n dI n d i c a t i v eS i g n i f i c a n c eo fO x y g e na n dH y d r o g e n I s o t o p e si nW a t e rE n v i r o n m e n to fL h a s aR i v e rB a s i n L I NC o n gy e l ，G A OB a i l ～，H U AE nx i a n 9 2 ～，Z H A N GH a iy a n 9 1 ”。 Y A N GF e n l ～。G A r a n 9 1 ～。J I A N GW e n _ b 0 1 ～。J I A N GX i ny u e l ’2 1 ．S t a t eK e y1 ．a h o r a t o r yo fN u c l e a rR e s o u r c e sa n dE n v i r o n n l e n t ，E a s tC h i n aU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ．N a n c h a n g3 3 0 0 13 ，C h i n a 2 ．S c h o o lo fW a t e rR e s o u r c e sa n dE n v i r o n m e n t a lE n g i n e e r i n g ，E a s tC h i n aU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ，N a n c h a n g3 3 0 0 1 3 ，C h i n a ； 3 ．Y a n g t z eR i v e rC o l l e g e ，E a s tC h i n aU n i v e r s i t yo fT c c h n o l o g y ，F u z h o u3 4 4 1 0 0 ，J i a n g x i 。C h i n a A b s t r a c t I no r d e rt ou n d e r s t a n dc h a r a c t e r i s t i c so fh y d r o g e na n do x y g e ni s o t o p e si nw a t e re n v i r o n m e n ta n d r e l a t i o n s h i pb e t w e e nr i v e rw a t e ra n dg r o u n d w a t e ri nL h a s aR i v e rB a s i n ，h y d r o g e na n do x y g e ni s o t o p e si nL h a s a R i v e rw a t e ra n dg r o u n d w a t e rw e r ec o l l e c t e da n da n a l y z e di nA u g u s t2 0 1 9 ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h e8 Da n d8 1 8 v a l u e so fL h a s aR i v e rw a t e ra r e 1 5 1 ．2 2 ‰t o1 3 2 ．2 4 X 。a n d2 0 ．4 9 X 。t o 1 8 ．1 3 ‰r e s p e c t i v e l y ，a n dt h e6 D a n d6 ”Ov a l u e so fg r o u n d w a t e rv a r yf r o m 1 4 7 ．6 9 ％。t o1 2 0 ．8 6 ‰a n d 19 ．5 6 ％。t o 1 6 ．0 8 X nr e s p e c t i v e l y ， b o t hw i t h i nt h es c o p eo fg l o b a la n dC h i n am e t e o r i cp r e c i p i t a t i o nv a l u e ．T h eg r o u n d w a t e rh e a v yi s o t o p e se n r i c h m e n t d e g r e ei ss t r o n g e rt h a nt h er i v e rw a t e r ，t h e8 Da n d6 18 v a l u e so fr i v e rw a t e ra n dg r o u n d w a t e rh a v et h es i m i l a r c h a n g ec h a r a c t e r i s t i c ，b o t hh a v et h ec e r t a i nh y d r a u l i cc o n n e c t i o n ．L o c a lm e t e o r i cp r e c i p i t a t i o ni st h em a i nr e c h a r g e s o u r c eo fw a t e rb o d yi nt h eb a s i n ．I na d d i t i o nt or e c h a r g eo fp r e c i p i t a t i o n ，g r o u n d w a t e ra l s or e c e i v e sr e c h a r g ef r o m 收稿日期2 0 2 00 7 1 6 基金项目国家自然科学基金资助项目 4 1 1 6 2 0 0 7 ，4 1 3 6 2 0 1 1 ；江西省重点研发计划项目 2 0 1 8 A C G T 0 0 2 3 ；江西省科技厅项目 2 1 2 0 3 0 0 0 0 5 1 ；江西省科技厅“i 援”专项 作者简介林聪业 1 9 9 4 ，男，广西钦州人，硕士研究生；通信作者高柏 1 9 6 4 ，男，江西几江人，博士，教授 万方数据 1 0 0 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 2 0 年第1 1 期 L h a s aR i v e r ．T h e r ea r eo b v i o u sc l i m a t i cc h a r a c t e r i s t i c so fa r i da n ds e m ia r i d r e g i o n s p r e c i p i t a t i o nw a t e rv a p o ri sm a i n l ya f f e c t e db yt h eM a r i n ea i rn l a S Si nt h eb a yo fB e n g a l ． K e yw o r d s L h a s aR i v e rB a s i n ；h y d r o g e na n do x y g e ni s o t o p e s ；a l t i t u d ee f f e c t ；d e u t e r i u me x c e s s 我国西部地区为典型的十旱和半十旱地区，水 是这些地区的稀缺资源，但随着社会的发展，气候条 件不断变化，人类活动愈来愈频繁，导致区域生态水 文过程发生了显著的变化，这些变化极有可能导致 十旱半十旱地区严重缺水，并对流域生态系统造成 不可逆转的环境问题，如湖泊面积减少甚至退化 等[ 1 。2 ] 。稳定同位素法作为时下最为有效的手段，在 河流、湖泊等地表水系统水文工作中得到广泛应 用[ 3 。4 ] ，如C U I 等朝研究了青海湖流域稳定同位素 分布特征，A D O M A K O 等。6 0 和E D J A H 等_ 7 0 分别对 西非加纳登苏河流域和塔诺河流域氢氧稳定同位素 水文学进行了综合研究。此外，利用稳定同位素法 能够揭示区域降水规律、水体补给来源、运输途径 等。8J ，氢氧同位素作为水分子的组成部分，除了在水 相变化和同位素分馏情况外几乎保持不变，因此氢 氧同位素是了解天然水体补给关系的保守示踪 剂[ 8 。。] ，如A I ．I 等口。。利用氢氧同位素评估伊拉克南 部萨瓦湖地区地表水与地下水之间的相互关系。在 拉萨地区，余婷婷等口“、刘昭口胡利用拉萨河水氢氧 稳定同位素，探讨了拉萨河水的主要补给来源，但对 流域内拉萨河水与地下水之问的相互关系研究较 少。因此，本文通过分析拉萨河水与拉萨地区地下 水水体氢氧同位素的分布特征，探讨拉萨河与地下 水之间的补给关系，以期为进一步研究拉萨河水和 地下水水循环提供基础依据。 1研究区概况 拉萨河为雅鲁藏布江中游的一个主要支流，起 源于念青唐古拉山脉南部，全长5 5 lk m ，平均海拔 54 0 0m ，所处经纬度范围为9 0 。0 5 7E ～9 3 。2 0 E 、 2 9 。2 0 ，N ～3 l 。1 57 N [ 13 。1 “。拉萨河流域气候类型为典 型的大陆高原半干旱寒冷气候，年平均气温5 ．3 ℃， 年均降水量5 0 5m m ，年均蒸发量l2 1 7m l i l [ 14 。“] 。 每年的6 月至9 月为拉萨河流域的雨季，在雨季期 问的降水量占当地全年降水量的8 9 ．1 ％；l o 月至次 年5 月为拉萨地区旱季_ l6 。拉萨河流域的主要补 给来源为大气降水，补给量占比大于6 7 ％，冰雪融 水和地下水补给量分别占1 0 ％和2 0 ％左右，拉萨河 流域排泄口年均流量为3 5 0m 3 ／s ，年均水资源量为 1 1 0 亿m 3 ，相当于径流深3 3 4m m _ l7 。 2 样品采集与方法 2 ．1 样品采集 本研究共采集水样3 3 个，采样点位置见图1 ， 其中拉萨河水2 3 个，地下水l o 个，采样时问为 2 0 1 9 年8 月。样品的采集和储备严格按照水质采 样技术指导 H J4 9 42 0 0 9 进行，采样点的经纬 度用G P S 测定。 惫G △9 _ c 1 0 △● 一 2 3 舒移 朗布曲 S 2 l O 羊八井镇 2 0 盛 霎 拉曲 热振藏布 s 1 _ os 2 旁多多 _ 扒曲 一 s 3 s 5 霞 - 一 _ s 6遂 ≯ 8 4 。。 S 1 8 堆龙德庆j 立I 萨币 瓤s 三G ≯雪1 7 0s H _ G 3 △言者△5 G 5 △务 达孜县 曲水县s 1 5 ●“AG 4 0 ～。 S 1 6 。三 ‰汀 l』{ 屿芸 ■ ● S 9 一镪碲o 8 1 0 S 1 1墨竹工卡县 9 0 。2 0 7 E9 0 。4 0 7E 9 l 。0 0 7E9 l 。2 0 7 E9 l 。4 0 7 E9 2 。0 0 7 E 图1拉萨河流域水样采样点示意图 F i g ．1 S c h e m a t i cd i a g r a mo fs a m p l i n gs i t e si nL h a s aR i v e rB a s i n 例] 一 一一一一一 图 水 0 1 黼赢 梅 万方数据 2 0 2 0 年第1 1 期 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 ．2 氢氧同位素的测定 水样均送至中国地质大学 武汉 地质调查实验 中心进行检测分析。采用D I 。T1 0 0 9 0 80 0 0 8 液态 水同位素分析仪测定水样中的∥ 和3 D 值，其测 试精度分别为0 ．5 K o 和0 ．15 ‰，均满足测量要求。 水样的检测结果均以维也纳标准平均海水 V i e n n a S t a n d a r dM e a I lO c e a n i cW a t e r ，VS M O W 的千分 差来表示_ 18 I 3 D [ D ／H 样品／ D ／H v ～s 。 w1 ] 10 0 0 6 珀 一[ 1 8 0 ／16 样品／ 1 8 0 ／1 6 v ㈨州一1 ] 10 0 0 3 结果与讨论 本次拉萨河水及地下水氢氧同位素的分析测试 结果见表1 。 表1拉萨河流域水体氢氧同位素分析结果 T a b l el H y d r o g e na n do x y g e ni s o t o p e sa n a l y s i sr e s u l t so fw a t e rb o d i e si nL h a s aR i v e rB a s i n 采样点经度纬度海拔／m 结果慨。 8 18 3 D 采样点性质 9 1 。1 8 ’0 5 9 l 。2 5 ’0 6 9 1 。3 6 ’5 9 9 1 。3 3 ’2 1 9 1 。4 4 ’2 3 9 l 。5 1 ’1 8 9 1 。5 42 0 9 1 。5 1 ’5 2 9 l 。4 6 ’2 8 9 l 。4 4 ’15 9 1 。2 7 ’5 2 9 1 。2 3 ’0 7 9 l 。l l ’0 9 9 1 。0 4 ’4 5 9 。5 5 ’4 5 9 0 。4 8 ’5 4 9 0 。5 3 ’1 0 9 0 。4 7 ’2 2 9 0 。4 6 ’5 5 9 0 。3 4 ’0 3 9 0 。3 2 ’4 1 9 0 。3 1 ’3 8 9 0 。3 0 ’5 2 9 l 。1 7 ’5 0 9 l 。1 1 ’5 3 9 1 。0 8 ’3 2 9 0 。5 6 ’4 4 9 0 。5 6 ’3 2 9 0 。5 6 ’0 6 9 0 。5 2 ’3 7 9 0 。3 2 ’0 l 9 0 。5 0 ’16 3 8 ”E 2 ”E 7 ”F 4 ”E 3 0 。1 0 ’4 8 3 0 。0 8 ’2 5 3 0 。0 4 ’4 3 3 0 。0 5 ’0 5 3 0 。0 4 ’2 5 3 0 。0 1 ’2 5 2 9 。5 9 ’2 8 2 9 。5 6 ’2 2 2 9 。5 2 ’3 8 2 9 。5 0 ’4 0 2 9 。4 6 ’3 6 2 9 。4 0 ’2 4 2 9 。3 8 ’5 0 2 9 。3 83 9 2 9 。2 6 ’3 3 2 9 。1 6 ’2 5 2 9 。4 1 ’0 5 2 9 。4 45 2 2 9 。4 4 ’5 8 3 0 。0 4 ’3 0 3 0 。0 6 ’3 9 3 0 。0 67 12 3 0 。0 4 ’3 0 2 9 。3 9 ’1 7 2 9 。3 9 ’5 0 2 9 。3 8 ’4 2 9 。2 6 ’2 6 2 9 。3 1 ’3 4 2 9 。3 87 4 3 2 9 。4 1 ’2 6 3 0 。0 5 ’5 8 l5 ”N 7 9 ”N 6 6 ”N 0 4 ”N 5 l ”N 5 2 ”N 6 j ”N 3 7 ”N 0 8 ”N 8 0 ”N 2 2 ”N 6 0 ”N 6 2 ”N 0 4 ”N 5 9 ”N 7 j ”N 9 0 ”N 8 0 ”N 17 ”N 5 j ”N 1 4 ”N 7 2 ”N 5 9 ”N 6 j ”N 0 8 ”N 19 ”N 4 5 ”N 7 9 ”N 25 ”N 4 3 ”N 9 9 ”N 4i 1 4 ．01 9 ．3 11 4 2 ．4 6 1 2 ．0 3扒曲 40 1 7 ．0 拉萨河 39 6 6 ．6 拉萨河 39 7 4 ．01 8 ．3 81 3 4 ．8 81 2 ．1 7 拉萨河 39 1 3 ．41 8 ．7 11 3 4 ．6 81 4 ．9 8 拉萨河 38 8 5 ．41 8 ．1 31 3 4 ．6 11 0 ．4 2 拉萨河 38 8 5 ．21 9 ．0 81 4 0 ．1 41 2 ．5 0 学绒藏布 38 4 3 ．11 8 ．1 61 3 4 ．2 41 1 ．0 4 拉萨河 38 2 0 ．8 拉萨河 38 1 3 ．6 1 8 ．9 01 3 9 ．9 61 1 ．2 7 拉萨河 37 2 0 ．6一 一一 拉萨河 36 9 5 ．8 拉萨河 36 4 9 ．1 拉萨河 38 3 4 ．8 拉萨河 36 0 3 ．01 8 ．7 81 3 6 ．1 4 1 4 ．0 6拉萨河 35 7 4 ．91 9 ．5 61 4 6 ．1 6 1 0 ．3 l雅鲁藏布江 37 1 2 ．8 拧萨河 37 9 7 ．7 拉萨河 38 1 0 ．42 0 ．2 01 4 8 ．7 01 2 ．8 9 塞曲 42 5 5 ．52 0 ．2 41 5 0 ．2 91 1 ．6 3 拉萨河 43 0 1 ．3 朗布曲 43 0 0 ．0 古仁曲 42 7 7 ．1 2 0 ．4 91 5 1 ．2 21 2 ．6 8 藏布曲 36 8 1 ．0 1 6 ．8 21 3 0 ．6 53 ．9 0 井水 36 6 2 ．1 1 7 ．0 , 11 2 0 ．8 61 5 ．，1 6 井水 36 5 5 ．0 1 6 ．5 31 2 8 ．8 23 ．4 3 井水 36 0 6 ．01 6 ．5 4 1 3 2 ．1 10 ．2 2 井水 36 2 2 ．91 6 ．0 81 3 2 ．9 7 4 ．35 井水 37 17 ．41 8 ．0 21 3 3 ．6 3 1 0 ．5 5井水 37 3 3 ．91 7 ．9 01 3 1 ．7 4 1 1 ．4 5井水 42 9 9 ．01 8 ．7 l1 3 6 ．4 81 3 ．2 0 井水 2 9 。4 1 ’2 7 ．8 9 ”N40 2 6 ．11 9 ．5 61 , 1 2 ．6 91 3 ．7 9 井水 G 】0 9 0 。2 8 ’5 6 ．9 8 ”E3 0 。0 4 ’4 7 ．6 2 ”N43 0 9 ．617 ．9 21 4 7 ．6 94 ．3 6 地热温泉 注“”表示未送检水样，de x c e s s 氘盈余”j 为当某地区大气降水线斜率为8 的截距，单位为‰ 3 ．1 拉萨河流域水环境氢氧同位素特征 拉萨河水的3 D 和6 ”O 变化范罔分别为 一1 5 1 ．2 2 ％。，～ 1 3 2 ．2 4 ％。．和一2 0 ．4 9 ％。、～一1 8 ．1 3 ‰， 平均值分别为 1 4 1 ．12 ％。和19 ．16 ‰，地下水3 D 和占” 值变化范围分别为一1 4 7 ．6 9 K 。～一1 2 0 ．8 6 X 。 和 1 9 ．5 6 ％。～ 1 6 ．0 8 K 。，平均值分别为1 3 3 ．7 6 X 。 和 17 ．5 1 ‰。与全球大气降水的3 D 和艿“ 值2 0 I 3 D 3 5 0 ％。～5 0 K 。；艿” 一5 0 ‰～1 0 K 。 及中国 大气降水中的占D 和占1 8 0 值一2 1 _ , 22 3 D 2 1 0 K 。～ 2 0 X 。；6 ”o e 4 X 。～2 ‰ 相比，拉萨河流域水体 氢氧同位素波动范围较小，均落在全球降水及巾国 降水范围内。拉萨河水8 D 值波动较大，∥O 值波 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E秽咿拶桫∥科秽拶科科∥咿桫∥咿秽秽时拶拶”拶拶科吖拶桫拶 l 2 3 4 5 6 7 8 9 O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 m■汜弓l 2 3 4 0 6 7 8 9研蹈鼬踮孑；即黯鼬㈣Ⅲ呲m叭ⅢⅢⅢ啪啪啪蚴眈鼢m∞，3叭m∞，s啪，3 万方数据 1 0 2 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 2 0 年第1 1 期 动较小，相对比较平稳，拉萨河水占D 和∥O 的变化 趋势几乎相同，且除S 7 和S 1 0 两处水样点外，二者 大体上的变化呈现出由北东向南西逐渐降低的趋势 冈2 。S l 水样点为汇入拉萨河干流的支流扒 曲水样，由于该点海拔较高，可能为山上冰雪融水汇 流而成，所以其3 D 值和6 ”O 值较小；S 7 和 1 0 号 采样点的占D 和6 1 8 0 值较周边小，可能是因为S 7 号 采样点为学绒藏布汇入支流的水样，学绒藏布水样 中的占D 值和6 1 8O 值均较负 均值分别为 1 3 7 ．6 2 ‰和1 8 ．6 4 ‰ F “，本研究与之接近； 1 0 位于墨竹工卡县，由于受到当地厂矿的影响，加之墨 竹曲 墨竹曲3 D 和∥ 均值分别为 1 3 7 ．5 ％。和 1 8 ．4 1 ‰_ 1 u 的汇人稀释了拉萨河水，从而导致 S 1 0 采样点的6 D 和∥ 值较周边水样低。在整个 研究区域中，占D 和∥O 的最小值出现在羊八井镇 的 2 3 号采样点，主要受到地下热水和羊八井附近 小型冰山融水补给作用的影响。 地下水6 ” 和3 D 值整体均呈现递减趋势 图2 ， 与拉萨河水样的6 18 0 和6 D 值变化基本一致，拉萨 河水和地下水的6 ”O 和3 D 值的变化范同与平均值 相差不大，可能与拉萨河流域水体的补给来源一致， 地下水更新速率较快有关，同时也说明拉萨河流域 地下水与河水之问存在一定的联系，其平均值较同 时期研究的拉萨河水3 D 和6 ”O 的平均值 3 D 平均 值为 1 4 1 ．1 2 ‰，6 18 0 平均值为1 9 ．16 ％。 稍大， 表明地下水中重同位素的富集程度较拉萨河水的富 集程度高。 采样，一气 图2拉萨河流域水体6 D 和6 1 8 0 的变化特征图 F i g ．2 V a r i a t i o nc h a r a c t e r i s t i c so f6 Da n d6 1 8O o fw a t e rb o d i e si nL h a s aR i v e rB a s i n 将拉萨河水和地下水3 D 和∥ 数据进行线性 拟合 图3 ，分别得到拉萨河水线 L h a s aR i v e r W a t e rL i n e ，L R W L 和地下水线 G r o u n d w a t e r I 。i n e ，G W I 。 分别为 I 。R W I 。3 D 一7 ．8 3 占”O 8 ．8 7 R2 0 ．9 5 ， 钾一1 2 G W I 。3 D 一3 ．8 8 3 ”O 6 5 ．7 4 R2 0 ．3 4 ， 钾一1 0 拉萨河水线的斜率和截距较全球大气降水 线”I G l o b a lM e t e o r i cW a t e rI 。i n e ，G M W I 。 3 D 一 8 6 1 8 1 0 和中国西南地区降水线2 刈 L o c a l M e t e o r i cW a t e rI x i n e ，I x M W I ． 3 D 一7 ．9 6 3 1 8 O 9 ．5 2 低，这表明拉萨河水在接受大气降水补给时受 到多次蒸发富集作用的影响。一般而言，由于大气 降水在补给河水时，其在降落的过程中受到不同程 度的蒸发富集作用，所以拟合出来的河水线斜率及 截距均小于当地的降水线方程。2 引，拉萨河水线符合 河水在接受大气降水补给时3 D 和6 ”O 的变化规 律；与中国大气降水线_ 22 C h i n aM e t e o r i cW a t e r I 。i n e ，C M W I 3 D 一7 ．8 艿” 8 ．2 几乎重叠，拉萨 河水样在C M W I 。两侧均有分布，I ．R W I 。拟合系数 较高 R2 0 ．9 5 ，表明大气降水为拉萨河水的主要 补给来源，部分水样点分布在C M W I 。右下方，说明 流域内受到较强烈的蒸发作用，表现出拉萨河地区 干旱半干旱地区的气候特征。 地下水线明显偏离G M W I 。和I x M W I ．，并且位 于G M W I 。和I 。M W I 。右下方，这种现象主要出现在 十燥气候或封闭盆地中，反映出拉萨地区地下水受 到较为强烈的蒸发作用，在蒸发过程中由于同位素 分馏效应而导致同位素的富集作用。3 D6 ”O 关系 图 图3 显示，地下水样点分布较分散，地下水线的 拟合系数较低 R2 0 ．3 4 ，可能是由于拉萨地区地 下水氢氧同位素受到复杂的因素影响导致的；地下 水样在G M W I 。与L M W I 。两侧均有分布，表明地下 水占D 和占M O 的富集程度存在差异，此外，地下水在 接受大气降水的渗透补给的同时发生了一定程度的 蒸发作用；地下水线与河水线存在交会现象，两者斜 率相差较大 K 。删， K 。，。、V 。。 ，地下水数据点分布在 I 。R W I 。两侧，说明地下水受到的蒸发作用较拉萨河 水强，导致地下水氢氧同位素值的升高，拉萨河水与 地下水之间的相互作用为拉萨河水补给地下水。从 拉萨市区到羊八井镇地区，地下水中氢氧同位素表 现出明显的“氧漂移”现象，表明地下水与围岩的作 用愈来愈强，其中3 D 最负值出现在G l O 水样点， G 1 0 采样点为位于羊八井镇的一个地热温泉，可能 是由于地表水在形成地下水的深循环过程中发生了 万方数据 2 0 2 0 年第1 1 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 1 0 3 同位素分馏作用。2 6 I 。 图3拉萨河流域水体6 1 8 0 和6 D 关系图 F i g ．3 R e l a t i o n s h i pb e t w e e n6 Da n d6 ”Oo f w a t e rb o d i e si nL h a s aR i v e rB a s i n 3 ．2 氘盈余变化特征 拉萨河水d e x c e s s 值为l O ．3 1 ％c 、～1 4 ．9 8 ％”平 均值为12 ．16 ‰，分布在全球大气降水de x c e s s 1 0 ‰ 线的上方 图4 a ，说明拉萨河水受到一定程 度的蒸发分馏作用，水汽来源及其传输途径较为简 单。地下水d e x c e s s 值为一4 ．3 6 ％c ，～1 5 ．4 6 ％”平均 值为6 ．3 3 ‰，约为同时期研究的拉萨河水样中 d C X C C S S 值 1 2 ．1 6 ％c ， 的1 ／2 ，分布在全球降水平均 值 1 0 ‰ 两侧，变化较大，呈现出高低相间的变化特 征，反映出地下水在不同地理位置受到的蒸发分馏 作用强度存在差异，且其影响因素较为复杂，部分 【aJ ● 一● ●● ●●●●●●●● 拉萨河水 一 地下水 一全球均值 一寸”∞卜。。on ∞口on 一一m 寸n 、c 卜。。口o ∽∽∞∽∽∽爱ZZ Z5 { 斟ooooooooog 采样点 de x c e s s 值为负值，可能是地下水在流动过程中存 在二次蒸发作用以及地下水滞留时间较长引起的。 拉萨河流域水体de x c e s s 与6 18 值呈负相关 关系 图4 b ，表明拉萨河流域水体的补给降水控制 类型为海洋性气团控制，降水水汽主要来源于孟加 拉湾的海洋性气团r ”。 3 ．3 高程效应 拉萨河流域水体氢氧同位素呈现出一定的高 程效应 图5 。流域内水体占18 0 值与海拔高度均 呈负相关关系，表明6 ”O 值随海拔高度的增加而 逐渐贫化，体现出明冠的区域海拔效应。拉萨河 水6 ” 值的海拔高度梯度值为1 ．5 8 ％。／k m 图 5 a ，与余婷婷等”o 研究的拉萨河水的占18 梯度值 一致，但小于全球降水艿” 梯度值 2 ．8 ％。／k i n ，这表 明拉萨河的海拔效应较弱，且补给来源简单，降水 为其主要补给来源；拉萨河水6 D 值随海拔高度的 增加而减小 图5 b ，并以1 2 ．3 7 ‰／k i n 的梯度逐渐 递减，同刘昭“研究的拉萨河林芝段的6 D 梯度 值接近，符合海拔高度越大，∥O 和6 D 值越负的 规律。地下水6 ” 值以2 ．8 2 ‰／k i n 梯度随海拔高 度增加而减小 图5 c ，与全球6 1 8O 递减率相近， 表明地下水艿” 具有显著的海拔效应，其补给水 汽更接近大气降水，进一步证明大气降水的入渗 补给为地下水的主要补给来源；6 D 值垂直递减率 为2 0 ．3 8 ％。／k i n 图5 d ，较同时期河水大。综上可 知，拉萨河流域水体随海拔高度升高，重同位素的 分馏作用逐渐减弱。 图4 拉萨河流域水体d - e x c e s s 变化特征 a 以及d - e x c e s s 与6 1 8 0 的关系 b F i g ．4 d e x c e s sc h a r a c t e r i s t i c so fw a t e rb o d yi nL h a s aR i v e rB a s i n a a n d r e l a t i o n s h i pb e t w e e nd - e x c e s sa n d6 ”O b 8 6 4 2 0 8 6 4 2 0 2 4 6 8 万方数据 1 0 4 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 2 0 年第1 1 期 图5拉萨河流域水体6 ”o 和6 D 海拔效应 F i g ．5 6 1 8Oa n d8 Da l t i t u d ee f f e c t so fw a t e rb o d i e si nL h a s aR i v e rB a s i n 4结论 1 拉萨河水与地下水的氢氧同位素变化特征相 似，两者之间存在一定联系；地下水艿”O 和6 D 值较 同时期研究的拉萨河水大，地下水中重同位素富集 程度高于河水；拉萨河水线与地下水线均不同程度 偏离全球降水线和当地降水线，河水和地下水均受 到不同程度的蒸发作用；河水线与地下水线存在交 会现象，且地下水线斜率较河水线小，说明地下水蒸 发作用强度较河水强，地下水接受河水补给。 2 拉萨河流域水体氢氧同位素均分布在当地降 水线附近，说明大气降水为流域内水体的补给来源； 拉萨河水de x c e s s 值均大于全球降水平均值，变化 范围不大，说明拉萨河水水汽来源及传输途径简单； 地下水d C X C C S S 值呈现高低相间的变化特征，说明 地下水可能存在二次蒸发。流域内降水水汽主要受 孟加拉湾海洋性气团影响。 3 拉萨河流域水体氢氧同位素呈现出一定的高 程效应。河水6 ”O 和8 D 值递减率分别为1 ．5 8 ％。／k m 和1 2 ．3 7 F 。／k i n ，地下水6 ”O 和8 D 值递减率分别为 2 ．8 2 ％。／k i n 和2 0 ．s 8 ％。／k i n ，研究区水体随海拔高度 升高，重同位素的分馏作用逐渐减弱。 参考文献 [ 1 3S U Nz ，H U A N GQ ，O P PC ，e ta 1 ．I m p a c t sa n d i m p l i c a t i o n so fm a j o rc h a n g e s c a u s e d b yt h e ’F h r e c G o r g e sD a mi nt h em i d d l er e a c h e so ft h eY a n g t z e R i v e r ，C h i n a E J ] ．W a t e rR e s o u r c e sM a n a g e m e n t ，2 0 1 2 ， 2 6 1 2 3 3 6 73 3 7 8 ． [ 2 ]YUANY ，Z H A N GC ，Z E N GG ，e ta 1 ．Q u a n t i t a t i v e a s s e s s m e n to ft h ec o n t r i b u t i o no fc l i m a t ev a r i a b i l i t ya n d h u m a na c t i v i t yt os t r e a m f l o wa l t e r a t i o ni nD o n g t i n gL a k e ， C h i n a [ J ] ．H y d r o l o g i c a lP r o c e s s e s ，2 0 1 6 ，3 0 1 2 1 9 2 91 9 3 9 ． [ 3 ] 吴华武．李小雁，赵国琴，等．青海湖流域降水和河水中 6 ”O 和6 D 变化特征E J ] ．自然资源学报，2 0 1 4 ，2 9 9 1 5 5 2 1 5 6 4 ． W UHW ，L IXY ，Z H A jQ ，e ta 1 ．T h ev a r i a t i o n c h a r a