厚德载物分享 http://blog.sciencenet.cn/u/htam 阅读点亮智慧人生!

博文

有多少降水如何通过巨厚包气带补给黄土高原地下水?

已有 7012 次阅读 2013-10-18 11:42 |个人分类:科研笔记|系统分类:科研笔记| 同位素, 黄土高原, 地下水补给, 包气带, 土地利用变化

   在干旱半干旱地区,由于降水量少,潜在蒸发量大,因此地下水补给是长期以来广泛争论的科学问题。另外,干旱区包气带通常较厚,由于巨厚包气带的缓冲作用,使得现今植被-土壤-大气的动态,很少与深部包气带或者更深的地下水相平衡,这种时间尺度可以从几十年到上万年。所以按照当前的地表平衡关系来评价整个地下水系统,则是一种误导。

我国黄土高原包气带厚度可达30-80 m,是研究半干旱、巨厚包气带地区地下水补给与演化理想的场所。目前黄土高原地下水的补给颇具争议:(1)降水能否对地下水形成补给?(2)如果有降水补给,入渗补给周期又是多少?(3)降水入渗的方式是优先流还是活塞流?(4)包气带浅部水化学、同位素和地下水中为什么不平衡?

我们采用氯、氧-18、氚等多种环境示踪剂,研究了黄土包气带水文过程及地下水补给,得出如下新认识:

1)地下水补给量:黄土高原属于草原环境,根系较浅,气温较低,植被生长与降水错峰。氯质量平衡法显示麦地降水补给量在30-90 mm/a,入渗系数为6.3-18%。降水入渗量比世界其他年均降水量相近的半干旱地区高2-3个数量级。黄土地下水补给受季风影响,同位素值较年加权平均值贫化,表明地下水补给主要发生在7-9月的雨季。

2)补给响应滞后:基于氯累积年龄和氚峰运移速率,得出黄土土壤水运移速率为0.2-0.3m/a。据此推算,降水需要60-500年才能到达地下水面。因此,浅部过程受巨厚包气带的缓冲作用,其效应不会立即影响到地下水,往往表现为同位素取值不一致。

3)水分运移形式:基于根系以下土壤水氯的分布、氯累积年龄和地下水中氚的研究,认为在黄土中水分运移以活塞流占主导。

4)人类活动效应:黄土包气带剖面的溶质分布显示,现代农业活动导致包气带浅部水分丧失,溶质、同位素富集。种植苜蓿、苹果和其他灌木可致降水入渗补给地下水的量显著减少。

上述研究成果发表在Hydrological ProcessesHuang T, Pang Z, Edmunds WM (2013) Soil profile evolution following land-use change: Implications for groundwater quantity and quality. Hydrological Processes 27: 1238-1252)。

 

 

 

1 土壤氯对植被变化的响应

 

 

2降水补给地下水季节性特征

 



http://blog.sciencenet.cn/blog-2520-733932.html

上一篇:二十四孝图
下一篇:兰州大学马金珠教授团队建立了新的表征薄膜力的土壤水力模型

3 尚松浩 翟远征 oxygen2010

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (4 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2020-12-4 01:18

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部