黄河水δ18O、δD和3H的沿程变化特征及其影响因素研究
青铜峡灌区排水沟—地下水水化学特征及转换关系分析
2023年9月灌溉排水学报第42卷第9期Sep.2023Journal of Irrigation and Drainage No.9Vol.42文章编号：1672-3317（2023）09-0110-09青铜峡灌区排水沟—地下水水化学特征及转换关系分析孙玉芳1,2，海晶3，金晓媚1*，赵志鹏2，李洪波2，朱薇2（1.中国地质大学（北京）水资源与环境学院，北京100083；2.宁夏回族自治区水文环境地质调查院，银川750026；3.宁夏回族自治区煤炭地质局，银川750021）摘要：【目的】分析青铜峡灌区浅层地下水与排水沟的水化学和同位素特征，揭示地表水与地下水之间的转换。
【方法】综合运用数理统计、Gibbs模型、Piper图、Schoeller图、阳离子交替吸附作用图等方法，系统分析排水沟水及周围浅层地下水的水化学特征，探讨排水沟与周围浅层地下水的转化关系。
【结果】排水沟水总体呈弱碱性或碱性，TDS在休灌期大于灌期；浅层地下水TDS在休灌期和灌期差别不大，但都明显大于排水沟。
排水沟和浅层地下水阳离子：Na+>Ca2+>Mg2+>K+，阴离子：Cl->SO42->HCO3-。
排水沟附近的浅层地下水离子浓度垂向上的差异大于水平方向上的差异。
排水沟和浅层地下水的δ18O和δD在灌期和休灌期差异都不明显，30m深度浅层地下水同位素贫化明显。
【结论】排水沟与浅层地下水的水化学组分受蒸发浓缩和岩石风化作用的控制，同时受混合作用和离子交换作用影响，浅层地下水比排水沟受离子交换作用更加显著。
灌区南部浅层地下水更靠近岩石风化控制区，中部和北部样点更靠近蒸发浓缩控制区。
灌区内排水沟排泄地下水和补给地下水两种模式同时存在，排水沟主要排泄灌溉退水，灌溉退水比例平均值达到81.54%，而部分排水沟不仅没有能够排水，还成为附近浅层地下水的重要补给来源，补给比例最高达到84.62%。
关键词：青铜峡灌区；排水沟；水化学；同位素；转化关系中图分类号：TV213；P592文献标志码：A doi：10.13522/ki.ggps.2023058OSID：孙玉芳,海晶,金晓媚,等.青铜峡灌区排水沟—地下水水化学特征及转换关系分析[J].灌溉排水学报,2023,42(9): 110-118.SUN Yufang,HAI Jing,JIN Xiaomei,et al.Hydrochemical Relationship between Water in Drainage Ditches and Shallow Groundwater in Qingtongxia Irrigation Area[J].Journal of Irrigation and Drainage,2023,42(9):110-118.0引言【研究意义】地表水与地下水作为全球水循环的主要参与者，其水化学特征及其二者之间的转化关系研究一直是区域水循环研究的热点之一[1]。
基于氢氧同位素示踪法矿坑水径流过程及补给来源研究
基于氢氧同位素示踪法矿坑水径流过程及补给来源研究章爱卫;刘大金【摘要】为了探明西南某矿山矿坑水的补给来源及受补给后的地下水径流过程,采用了氢氧同位素示踪法即(2H、18O)及放射性氚(3H)进行分析研究.研究结果发现:矿坑水最终来源于近期大气降水补给,地下水整体径流过程为部分浅层水补给深层承压水,部分深层承压水通过拖顶越流方式补给浅层水,说明矿区因各形态断层的密集发育,原有的砂页岩隔水层部分地段丧失了隔水性能,使地下水含水系统成为统一的含水体.【期刊名称】《地下水》【年(卷),期】2017(039)006【总页数】3页(P30-32)【关键词】氢氧同位素;地下水;径流过程;补给来源【作者】章爱卫;刘大金【作者单位】华北有色工程勘察院有限公司,河北石家庄053521;华北有色工程勘察院有限公司,河北石家庄053521【正文语种】中文【中图分类】P641.4西南某矿山为多年开采矿山，早期的研究报告认为矿区三个碳酸盐岩溶裂隙水含水层间分布着矿山煤系、丰宁煤系两个砂、页岩组成的隔水层，三个含水层各具独立的补给、迳流、排泄条件，相互间无水力联系，矿坑水主要来源为大气降水垂直补给，洛泽河水对矿床充水强度不大。
然而随着矿山开采中段延深，矿体围岩水头压力、矿坑涌水量明显增大，因此部分专家对隔水层的隔水性能提出了质疑。
因此本文从氘、18O、氚同位素角度分析研究地下水径流过程，定性指示砂、页隔水层的隔水性能，并指明地下水的补给来源。
氢氧同位素失踪法在研究地下水补给来源及地下水径流过程方面，众多研究学者取得了大量研究成果[1-2][3][4][5]，证明了此法的可行性。
地形地貌：矿区南北宽约2.4 km，东西长约3.5 km，总面积约8.3 km2，矿区所在地区地形复杂，陡峻，“V”字形沟谷发育，沟谷为当地最低侵蚀基准面，河床海拔887 m。
研究区平均海拔约1 440 m，相对高差近1 320 m，比降约25%。
地层及构造：矿区岩性，石炭系丰宁统万寿山组和二叠系下统梁山组均为媒质碎屑岩系，其余地层均为碳酸盐岩，各地层富水性见图1。
黄河流域的水文地理特征
黄河流域的水文地理特征黄河，中国的母亲河，是中国最重要的河流之一，也是世界上最长的黄土河流。
黄河流域的水文地理特征在中国历史上起到了至关重要的作用。
本文将探讨黄河流域的水文地理特征，包括河流特征、水文特征以及地理特征。
黄河流域位于中国的北方，横跨青藏高原、黄土高原和华北平原，流经青海、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、河南、陕西和山东等八个省份。
由于地势高低起伏，黄河形成了许多陡峭的峡谷和峡谷。
这些地理特征使得黄河在流经这些地区时形成了许多急流和瀑布，给河流的水力资源开发提供了很大的潜力。
黄河流域的水文特征主要表现在水量丰富和泥沙含量高。
黄河是中国最大的河流之一，年平均径流量约为890亿立方米，占全国河流总径流量的五分之一。
由于流域面积广大，河流长度较长，黄河的水量在不同季节和年份之间有明显的变化。
夏季和秋季是黄河的高水期，而冬季和春季则是低水期。
这种季节性的水文特征对于黄河流域的农业生产和水资源利用有着重要的影响。
黄河的水文特征还表现在泥沙含量极高。
由于流域内的黄土高原地区土壤疏松，容易被水流冲刷，黄河的水中携带了大量的泥沙。
每年黄河输送的泥沙量约为39亿吨，占全国河流输沙总量的70%以上。
这种高含沙量的水文特征给黄河流域带来了一些问题，如河道淤积、洪水灾害等。
因此，黄河的泥沙管理成为了一个重要的问题，需要采取一系列的措施来减少泥沙的输送和河道的淤积。
除了水文特征，黄河流域的地理特征也对该地区的水资源利用和经济发展产生了重要影响。
黄河流域地势高低起伏，地理条件复杂。
在青藏高原和黄土高原地区，由于地势陡峭，水资源相对较少，农业生产和人口聚集较少。
而在华北平原地区，地势较为平坦，土地肥沃，水资源丰富，农业生产和人口聚集较多。
这种地理特征使得黄河流域的水资源分布不均衡，需要进行合理的规划和利用。
综上所述，黄河流域的水文地理特征对该地区的农业生产、水资源利用和经济发展产生了重要影响。
了解和研究黄河流域的水文地理特征，有助于我们更好地保护和利用黄河的水资源，促进该地区的可持续发展。
黄河中上游流域水质环境影响因素分析研究
黄河中上游流域水质环境影响因素分析研究黄河中上游流域的水质环境受到多种因素的影响，主要包括自然因素、人为因素和气候变化等。
以下是对这些因素进行分析研究的介绍：1. 自然因素：黄河中上游流域地处高原山区，地形复杂，水文地质条件较差，这些自然因素对水质环境有一定的影响。
如黄河中上游流域的土壤类型多样，土壤质地疏松、侵蚀性强，易导致土壤中的营养物质和污染物渗入水体，影响水质。
黄河流域的水体容易受到洪水和干旱等自然灾害的影响，洪水可能导致水体泥沙淤积，而干旱则会使水体缺乏稳定的水源，影响水质。
2. 人为因素：近年来，黄河中上游流域的经济发展速度较快，农业、工业和城市化进程加快，这些人为活动对水质环境产生了重要影响。
农业面源污染是水质污染的主要来源之一，包括农田肥料、农药和养殖废水等。
这些农业活动导致水体中养分、农药和有机物等污染物浓度升高，引发水体富营养化和有害藻类暴发。
工业废水排放也是污染水质的重要因素，大量的工业废水中含有有机物、重金属和有毒物质，如果未经处理直接排入水体，将造成严重的水质污染。
城市化进程也加剧了水质污染，城市污水排放、垃圾处理等都会对水质造成一定的负面影响。
3. 气候变化：气候变化是最近几十年来全球面临的重大问题，也对黄河中上游流域的水质环境产生了一定的影响。
气候变化导致气温升高、降水量的变化，进而影响水体的稳定性和水质特征。
对于黄河中上游地区而言，降水量的变化对水质的影响尤为明显，降水量减少会导致水体流量减少，水体浓度变大，特别是养分和污染物的浓度会增加，从而导致水质的恶化。
针对以上影响因素，应加强水资源保护，加大工业废水和农业面源污染的治理力度，改善城市垃圾处理和污水处理设施，确保工业和城市排放的废水要经过处理达标后方可排放到水体中。
也应加强气候变化的监测和研究，提早预判气候变化对水质环境的影响，采取适当的措施加以应对。
这样才能保护好黄河中上游流域的水质环境，提高人民群众的生活水平和生态环境的质量。
基于δD和δ 18O及水化学的永定河流域地下水循环特征解析
摘 要 ： 用 环境 同位 素 和水 化 学 成 分 作 为水 循 环 研 究 的示 踪 剂 ， 示 了永 定 河 流 域 中 下 游 地 下 水 运 揭 循 环特 征 。通 过 现场 调 查 并 对 浅层 和深 层 地 下 水采 样 ， 行室 内水 化 学 和 氢 氧 同位 素 组 成测 定 ， 进 分 析 了流 域 内深 层 和浅 层 地 下 水 的氢 氧 同位 素 和 水 化 学组 成 的空 间 分 布规 律 和 演 化 趋 势 ，揭 示 了流
中 图分 类 号 ： ６ １ Ｐ４－ ３
１ 引 言
地下水循 环 是水文 循环 的重要 环节 ，健康 的地下 水循 环是 地表 水资 源较 为缺乏 地 区水
资源 利用 的有 力保 ” ０世 纪 ８ 。２ ０年 代 以来 ， 北地 区持 续偏 旱 ， 华 区域水 资 源量 严重 衰减 ，
华北 面临着 严重 的水资 源危机 。北 京 、 津 和石家 庄是 位于 华北 地 区 的重 要大 城市 ， 天 城市 的
生产 生活用水 主要依 赖 地下水 。尤其 是首 都北 京市 ， 地处 干 旱缺水 的海河 流域 ， 水资 源 主要 靠境 内和上 游 流域 的天 然降水 ， 入境水 主要来 自永 定河 和潮 白河 两大 水 系 。官厅 、 云两 大 密 水库是 北京市 主要 的供 水水源 ， 而这两 大水 系入 境水 量却 呈衰 减趋 势 ， 然 引起 区域地 下水 位 连年大 幅度下 降 。 于华 北地 区地下 水循环 以及 水资 源利用 ， 关 许多 学者针 对华 北平原 的地下 水 储存 条件 、 质演 化等作 了多 方面 的理论 和应 用研究 ， 得 了一些 重要 的研 究成果 。并 水 取 且一些 学者也 采 用 了水 化学 和 环境 同位 素技术 １］ ７。但是 以上 研究 侧 重于华 北平 原 中部 的石 ， ８ 家 庄 、 水 、 州等地 区 ， 于华 北北部 山 区和平 原交 接带 的区域研 究却 较少 ， 其是从 流 域 衡 沧 对 尤
黄河河口演变的基本特征
黄河河口是指黄河流经山东省东部进入渤海的地区。
黄河河口的演变是指黄河河口地区在长期的河流冲积和海洋侵蚀作用下，河口位置、河道形态和河口湾的变化过程。
黄河河口演变的基本特征如下：
1. 河口位置变迁：黄河河口的位置在历史上发生过多次变迁。
由于黄河的泥沙沉积和海洋侵蚀的作用，河口位置会不断向东或向西移动。
在过去几千年中，黄河河口的位置曾经移动了数十公里。
2. 河道形态变化：黄河河口的河道形态也会发生变化。
由于河流的冲积作用，河道会不断淤积，形成河床的抬高和河道的变宽。
同时，海洋的侵蚀作用也会导致河道的侵蚀和淤泥的搬运，使河道形态发生变化。
3. 河口湾的变化：黄河河口湾是指黄河在注入渤海之前形成的湾区。
由于河流的冲积和海洋的侵蚀作用，河口湾的形状和大小会发生变化。
在过去几千年中，黄河河口湾的面积曾经扩大和缩小过多次。
4. 河流泥沙的沉积：黄河是世界上泥沙最多的河流之一，每
年带来大量的泥沙。
这些泥沙在河口地区会沉积下来，形成河床的抬高和河口湾的填埋。
这种泥沙的沉积是黄河河口演变的重要因素之一。
总的来说，黄河河口的演变是一个动态的过程，受到河流冲积和海洋侵蚀的双重作用影响。
这种演变对于河口地区的生态环境和人类活动都有重要的影响。
黄河上游近30年径流变化特点及影响因素
变化特点及影 响因素 ，可为黄河上游梯 级水库的运 于玛 曲站 １９６７年 以后 才有 连续 的气 象观 测 资料 ，为
行调 度 提供参 考 。
此选 取 １９６７年 至 ２０１６年 ５０年 资料 ，并对 位 于黄河
２ 水 文气 象概 况
第 一湾 河 曲地 区 的河南 、久治 、红 原 、若 尔 盖 、玛 曲 ５
游 ，主要指 兰 州 以上 河 段 。龙羊 峡水 库 于 １９８６年 １０
唐乃 亥水 文站 以上 流域 能收 集到 玛多 、达 日、久
月蓄水运行 ，通过对上游 主要水文站和大型水库 蓄 治 、红 原 、若 尔 盖 、玛 曲 、甘德 、河 南 、泽 库 、果 洛 、兴
水后 相关 资料 进行 分析 ，找 出近 ３０年黄河 上游 径 流 海 、海南 、同德、贵南 １４个气象站点 的气象资料 ，由
枢纽 以上 流域 面积 １８．１８万 ｋｍ２，占黄河 全 流域 面积 流 域大 都 在 海 拔 ３ Ｏ０Ｏ ｍ 以上 的青 藏 高 原 腹地 ，最
的 四分之 一 ，多年平 均 径流 量 ８６６ ｍ ／ｓ。工 程 以发 电 高处 为 海拔 ６ ２８２ ｍ 的阿 尼玛 卿 山 主峰 ，玛多 以上
中图分类号 ：Ｐ３３３
文献标志码 ：Ｂ 文章编号 ：２０９５—０１４４（２０１８）０１—０００８—０５
１ 前 言
电为主 ，兼防洪 、灌溉 、防凌 、养殖 、旅游等综合效益 ，
黄河 源 于青 海 省 巴颜 喀拉 山北麓 ，其 中唐 乃 亥 该 电站 于 １９８６年 １０月 蓄水 发 电 ，１９８９年 ４台机 组
下游 ，１９３４年 ７月建站，是黄河上游的代表站 。
３．１．１唐乃 亥水 文站 以上 流域 概况
黄河河口段水环境因子演变分析
黄河河口段水环境因子演变分析引言黄河是中国的第二大河流，是我国北方重要的水源地和灌溉区域。
黄河流域是中国重要的粮食生产基地，然而，近年来黄河河口段的水环境问题日益突出。
为了深入了解黄河河口段水环境的演变趋势和变化规律，本文对该区域的水环境因子进行了分析。
一、黄河河口段概述黄河河口位于山东省东北部，是黄河最后一个入海口，是山东省境内面积最大、河口跨越最宽的天然海港。
黄河河口段属于暖温带季风性海洋性气候区，夏季湿润多雨，冬季寒冷干燥。
该区域有黄河流域的冲积平原、海岸平原、滩涂、海洋四种地貌，是我国重要的海洋渔业资源地。
二、水环境因子的演变及变化规律1. 水体温度首先对于黄河河口段的水体温度进行了分析。
通过近十年的监测数据可以得出，该区域的水体温度呈现出逐渐升高的趋势。
其中，夏季水温明显高于其他季节，最高可达到30℃以上。
而冬季水温则相对较低，通常在0℃以下。
温度升高的原因与气候变化、降雨量的增加、水体淤积等因素有关。
2. 溶解氧对于水体中的溶解氧也进行了分析。
溶解氧是维持水生生物生命的必要条件之一，通常认为一个湖泊或河流的水体所含溶解氧质量越高，水体所支持的生命就越多。
通过对近十年监测数据的分析可以发现，黄河河口段的水体溶解氧持续下降，甚至在夏季出现了溶解氧饱和度不足的情况。
溶解氧下降的原因与水污染、水体淤积、水流速度的减缓等有关。
3. pH值pH值是表示水体酸碱度的一个重要指标。
水体的pH值过低或过高都会对水生生物的生长产生影响。
通过对黄河河口段的pH值进行分析可以发现，该区域的水体pH值呈现出逐年下降的趋势。
年均pH值降幅大约在0.1左右。
pH值下降的原因与降雨量的增加、水流速度的减缓、人类活动等有关。
4. 氨氮氨氮是一种重要的水污染物之一，过高的氨氮含量会对水生生物产生影响，并且可能对人类健康产生威胁。
通过近几年的监测数据可以得出，黄河河口段的氨氮污染问题十分严重。
尤其是夏季和秋季，氨氮含量通常都在国家规定的限制值之上。
黄河水氢、氧同位素组成特征及其气候变化响应
黄河水氢、氧同位素组成特征及其气候变化响应范百龄;张东;陶正华;赵志琦【摘要】To better understand the source changes and the response ofriver water to climate change, waters in mainstream and tributaries in Yellow River Basin were sampled from July to August 2012, and temporal and spatial variations of hydrogen and oxygen isotope values in water samples were analyzed. The results showed that (1) Excluding source water, the values for hydrogen, oxygen isotope, andd excess in mainstreamwaters in Yellow River ranged from-97.2‰ to-62.9‰ with mean value of-72.2‰, and from-13.0‰ to-8.7‰ with mean value of-9.9‰, and from 4.1‰ to 11.0‰ with mean value of 7.0‰, respectively. For tributary water, the values for hydrogen and oxygen isotope varied from-103.8‰ to-30.5‰with mean value of-68.9‰ and from-13.7‰ to-1.5‰ with mean value of-9.2‰, respectively, and thed excess varied between-18.5‰ and 13.2‰with mean value of 4.5‰; (2) The hydrogen and oxygen isotope values in water from the upper-stream of Lanzhou station and middle-stream of Yellow river were more negative than those of water from upper-stream between Lanzhou station and Toudaoguai station and the low-stream,while thed excess values decreased gradually along the flow path; (3) TheNa+/Cl- molar ratios varied from 0.94 to 3.02. The mean value of Na+/Cl- molar ratio was 1.02 in source water, and 1.58 in mainstream water above Lanzhou station, and 1.30 in mainstream water between Lanzhou stationand Toudaoguai station, and 1.79 in middle-stream water and 1.41 in low-stream water. The negative correlation between Na+/Cl- molar ratio and oxygen isotope values of river water indicated that the Yellow River waters were mainly controlled by atmospheric deposition, groundwater recharge and evaporation; (4) Compared with results of previous studies, it was found that since 2000, the annual water flux of Yellow River increased gradually, the second-evaporation effect on the upper-stream river water decreased, and the evaporation effect on middle and low stream water also decreased, indicating that the climate in Yellow River Basin was becoming less dry.%于2012年7~8月采集黄河流域干流和支流河水样品,通过分析水体氢氧同位素组成的时间和空间变化特征,研究了河水主要来源的变化以及其对流域气候变化的响应.结果表明:除源头河水外,黄河干流河水δD值变化范围为-97.2‰~-62.9‰,均值为-72.2‰,δ18O值范围为-13.0‰~-8.7‰,均值为-9.9‰,d盈余值为4.1‰~11.0‰,均值为7.0‰;支流河水δD值范围为-103.8‰~-30.5‰,均值为-68.9‰,δ18O值范围为-13.7‰~-1.5‰,均值为-9.2‰,d盈余值为-18.5‰~13.2‰,均值为4.5‰.黄河干流兰州段以上以及中游河水氢氧同位素均值均偏负,而兰州至头道拐和下游河水氢氧同位素均值偏正,但河水氘盈余均值呈现由上游到下游逐渐降低的趋势.黄河干流和支流河水Na+/Cl-摩尔比值范围为0.94~3.02,源头区黄河干流河水Na+/Cl-摩尔比均值为1.02,兰州段以上均值为1.58,兰州至头道拐间均值为1.30,中游均值为1.79,下游均值为1.41.河水Na+/Cl-摩尔比值与河水δ18O值呈较好的负相关关系,表明黄河河水受大气降水补给,地下水补给以及蒸发作用等控制.与前人研究结果对比发现,2000年以来黄河河水年径流量逐渐增加,上游河水受二次蒸发过程影响在降低,中游和下游河水受蒸发作用影响在减弱,显示区域气候干旱状况有所降低.【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2017(037)005【总页数】9页(P1906-1914)【关键词】黄河流域;氢氧同位素;大气降水;气候变化【作者】范百龄;张东;陶正华;赵志琦【作者单位】贵州民族大学,贵州贵阳 550025;中国科学院地球化学研究所,环境地球化学国家重点实验室,贵州贵阳 550002;河南理工大学资源环境学院,河南焦作454000;中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101;中国科学院地球化学研究所,环境地球化学国家重点实验室,贵州贵阳 550002【正文语种】中文【中图分类】X522;P597河水主要来源包括大气降水、冰雪融水和地下水等,不同来源水体氢氧同位素组成差异明显,影响因素众多且复杂[1].降水氢氧同位素组成与降水形成时气象条件以及水汽源区的状态有关[2-6],云下二次蒸发作用也是影响大气降水同位素组成的重要因素[5].地下水氢氧同位素组成与接受补给的大气降水氢氧同位素以及所经历的蒸发过程有关[7].河水氢氧同位素组成除与补给源(大气降水和地下水)氢氧同位素组成有关外,还受蒸发作用影响[8].因此河流水体氢氧同位素组成不但可以揭示河水来源及与之发生的水力联系,而且还可以指示河流水循环过程对气候变化的响应.黄河是我国仅次于长江的第二大河流[9],是我国西部地区的重要淡水来源,对黄河流域居民日常生活和工农业生产具有重要作用,因此对黄河水来源的研究具有重要的社会意义.黄河流域复杂的水文循环变化受黄河流域复杂的地质和地貌条件[10],全球气候变化和人类活动的共同影响[11-13].研究指出外来水体混入、蒸发作用以及人类活动对黄河水体氢氧同位素组成影响明显[9,14].同时河水多次循环使用中产生的二次蒸发作用也是控制河水氢氧同位素组成的重要因素[15].除全流域河水氢氧同位素变化研究外,国内学者还开展了局部黄河流域水体来源的研究,如黄河内蒙古段[10,16-19],银川平原段[10,20],晋陕峡谷段[10,21-26],显示大气降水和地下水是上述区段黄河河水重要补给来源,同时还接受经历蒸发作用过程的灌溉退水的补给. 黄河流域氢氧同位素组成在全流域以及不同区段上变化的差异性,说明河水氢氧同位素受控因素较多.本研究在2012年7～8月间对黄河流域河水采样分析的基础上,结合前人对黄河水氢氧同位素组成的研究结果,尝试分析黄河水氢氧同位素组成在流域上的时间和空间变化趋势,阐明黄河水不同来源及控制过程,并说明近 2000年以来黄河水氢氧同位素组成对全球气候变化的响应特征,为下一步分析黄河流域化学风化以及元素地球化学循环提供基础.结合黄河流域地质与地貌特征,2012年 7～8月从黄河源头到入海口采集河水样品38个,其中源头样品 2个,分别是扎陵湖(MH01)和玛多(MH02)黄河水(海拔4200m以上),干流河水样品23个(M1～M23),主要支流河水样品 13个(T1～T13),采样点分布如图1所示.内蒙古头道拐(M12点)和郑州花园口(M20)是黄河干流上游、中游和下游的分界点.在河流岸边或桥中心采集表层河水,采样深度 5～10cm,取样前先用河水润洗预先清洗的高密度聚乙烯(HDPE)水袋3遍,然后用河水灌满采样袋.样品需在12h内完成过滤,用于氢氧同位素分析的样品采用注射器(50mL)配过滤头(醋酸纤维材质,孔径0.22µm)方式过滤,置于3mL棕色塑料瓶内,不留空隙, 密封保存.剩余样品采用特氟龙过滤器过滤,滤膜材质为醋酸纤维滤膜,直径15cm,孔径0.22µm.分装50mL过滤样品,用于水体阴离子分析,置于聚丙烯(PP)材质离心管内,不加任何保护剂,密封后置于4℃冰箱内保存;分装50mL过滤样品,用于水体阳离子分析,置于聚丙烯(PP)材质离心管内,加1滴优级纯浓硝酸,密封后置于4℃冰箱内保存.水体碱度采用盐酸(0.02mol/L)滴定法,指示剂甲基橙.氢氧同位素样品测试采用LGR液态水同位素分析仪,外精度分别为0.12‰和0.07‰[27],测量结果都是相对于国际标准 V-SMOW表示;阴离子采用离子色谱仪(ICS-90),阳离子采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES),测试精度分别优于8%和 5%[27],上述样品分析在中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室完成.2.1 黄河水水化学以及氢氧同位素组成特征黄河流域上游、中游、下游以及支流河水水化学组成以及水体氢氧同位素组成统计结果如表1所示.除MH01和MH02外,2012年7月和8月间黄河干流河水δD值范围为-97.2‰～-62.9‰,均值为-72.2‰,δ18O值范围为-13.0‰～-8.7‰,均值为-9.9‰,d盈余值为4.1‰～11.0‰,均值为7.0‰;支流河水δD值范围为-103.8‰～-30.5‰,均值为-68.9‰,δ18O 值范围为-13.7‰～-1.5‰, 均值为-9.2‰, d 盈余值为-18.5‰～13.2‰,均值为4.5‰(表1).河水δ18O值与Na+/Cl-摩尔比值关系常用来说明河水经历蒸发过程以及河水来源,受降雨过程影响或以大气降水补给/地下水补给为主的河水Na+/Cl-摩尔比值一般较高,而水体δ18O值较低;经历蒸发过程的水体 Na+/Cl-摩尔比值接近于 1,而δ18O值发生较大程度富集.黄河干流和支流河水 Na+/Cl-摩尔比值范围为 0.94～3.02,源头区黄河干流河水Na+/Cl-摩尔比均值为1.02,兰州段以上均值为 1.58,兰州至头道拐间均值为 1.3,中游均值为 1.79,下游均值为 1.41.由图 2可以看出,黄河兰州段以上以及中游河水混入大量雨水以及由雨水补给的地下水,而源头区、兰州段至头道拐以及下游黄河水则经历明显蒸发过程.2.2 黄河干流河水氢氧同位素组成空间变化特征黄河干流河水氢氧同位素组成沿河水流动方向呈现有规律的“V型”变化特征(图3),上游MH01和MH02河水氢氧同位素组成明显偏正(图3),显示其可能经历强烈蒸发过程,其中MH02点氢氧同位素组成与高建飞等[15]2005年研究结果接近(图3),与苏小四等[9]2000年左右研究结果差异明显(图3).黄河兰州段以上河水δD和δ18O均值分别为-72.0‰和-10.1‰,d盈余均值为8.8‰;兰州至头道拐段河水δD和δ18O均值分别为-66.4‰和-9.2‰,d盈余均值为7.3‰; 中游河水δD和δ18O均值分别为-79.6‰和-10.7‰,d盈余均值为6.3‰;下游河水δD和δ18O 均值分别为-66.2‰和-8.9‰,d盈余均值为5.0‰(表 1).黄河干流兰州段以上以及中游河水氢氧同位素均值表现为富集轻同位素,而兰州至头道拐和下游河水氢氧同位素均值表现为富集重同位素(表1),河水氘盈余均值除源头样品外,呈现由上游到下游逐渐降低的趋势(图3).前人分别于2001年7月间、2001年3月间以及2005年7月间对黄河干流河水氢氧同位素进行取样分析[15-16],空间分布特征如图3所示,可以看出: 2012年7月间黄河干流河水氢氧同位素值以及氘盈余值从上游到下游变化趋势基本一致,除源头样品外,其余干流河水样品氢氧同位素组成基本呈现出越往下游越富集重同位素的特征.黄河中游样品氢氧同位素值在2012年7月间和2000年7月间均表现为先下降后升高的趋势,结合前人研究结果,说明晋陕峡谷岩溶地下水混入黄河后引起河水氢氧同位素富集轻同位素.2.3 黄河河水氢氧同位素组成年际变化特征通过统计分析黄河干流河水2000年7月、2001年3月、2005年7月以及2012年7月间样品氢氧同位素组成特征,可以发现黄河河水氢氧同位素年际变化特征如下:(1)黄河干流兰州段以上河水氢氧同位素组成呈现偏正趋势,即2012年黄河干流河水氢氧同位素较2000年和2001年结果偏正(图4a,b),且氘盈余值变小(图4c). (2)兰州至头道拐段河水与兰州段以上河水比较而言,水体氢氧同位素均呈现偏正趋势(图4a,b).2000年、2005年和2012年该段黄河河水氢氧同位素组成变化不明显,2001年该段河水氢氧同位素富集轻同位素,河水氘盈余值较高,与 3月份采样,上游雪水融化有关(图4c).(3)黄河中游河水氢氧同位素年际变化较大,2012年该段河水氢氧同位素组成富集轻同位素(图4a, b),氘盈余值较高(图4c),与该段接受大量地下水补给有关.2000年和 2005年该段黄河水氢氧同位素富集重同位素,氘盈余值较低(图4c),显示河水经历蒸发过程.(4)黄河下游河水氢氧同位素年际变化与中游河段相同,2012年该段河水氢氧同位素组成富集轻同位素(图4a, b),氘盈余值也较高(图4c).(5)黄河干流河水氢氧同位素年际空间变化规律基本一致,黄河兰州段以上具有较低的氢氧同位素组成以及较高的氘盈余值(图 4);进入宁夏平原和内蒙古河套平原, 氢氧同位素发生富集,河水氘盈余值也开始降低(图 4);进入晋陕峡谷后,接受地下水补给,河水氢氧同位素值降低,出峡谷后河水氢氧同位素继续发生富集,河水氘盈余值进一步降低(图 4);流出花园口后,黄河河水氢氧同位素继续发生富集,河水氘盈余值则继续降低(图4).2001年3月黄河下游河水受上游雪水或冰水融化影响,氘盈余值升高(图4c).丁悌平等[1]在研究长江全流域河水氢氧同位素组成时指出,河流是一个动态系统,河水氢氧同位素组成与现代大气降水、冰雪融水、地下水以及地热水等氢氧同位素组成密切相关,同时还受到蒸发和扩散作用以及人类活动的影响[28].李孝廉等[29]对黄河流域三水转换关系研究表明,黄河兰州段以上以及中游段,大气降水和地下水是主要补给源,地下水以侧向径流形式排泄转化为黄河水;黄河兰州至头道拐段以及下游段,河水补给地下水,大气降水是河水重要补给源,但区内蒸发强烈.3.1 黄河河水主要来源的氢氧同位素组成特征3.1.1 大气降水黄河源头区及上游雪水(SNW)的氢氧同位素均值分别为-51.3‰和-10.9‰[30],青海湖(QHH)流域大气降水氢氧同位素年均值分别为-77.2‰和-11.72‰[31].结合国际原子能机构大气降水氢氧同位素数据,1986～2002年间黄河流域主要站点大气降水氢氧同位素组成如下;上游兰州(LZ)、银川(YC)和包头(BT)大气降水氢氧同位素的年均雨量加权均值分别为-43.2‰和-6.18‰、-45.3‰和-6.93‰、-54.7‰和-7.68‰; 黄河中游和下游西安(XA)、郑州(ZZ)、太原(TY)和石家庄(SJZ)大气降水年均雨量加权均值分别为-49.9‰和-7.58‰、-53.8‰和-7.57‰、-55.7‰和-7.88‰、-53.4‰和-7.73‰.上游兰州等站点位于内陆地区,气候干燥,云下雨滴经历二次蒸发以及水汽局地循环等造成雨水氢氧同位素富集重同位素,中游和下游等站点则受季风运动影响[32].3.1.2 地下水黄河兰州以上河段是黄河河水主要产流区,总体上该段河水中 56%来自大气降水,其余 44%来自地下水[29],地下水氢氧同位素值范围为-72‰～-63‰,-9.8‰～-8.7‰[16];银川平原地下水氢氧同位素组成范围分别为-73‰～-55‰和-10.7‰～-7.9‰,均值分别为-64‰和-9.4‰,内蒙古河套平原地下水氢氧同位素组成范围分别为-91‰～-53‰和-11.6‰～-5.9‰,均值分别为-73‰和-9.7‰;中游天桥泉岩溶系统排泄区岩溶水δD和δ18O组成范围分别为-87.0‰～-63.8‰和-11.08‰～-8.73‰,均值分别为-73.3‰和-9.7‰[21-22];黄河下游冲洪积扇地下水氢氧同位素组成范围分别为-83‰～-54‰和-11.8‰～-7.0‰,均值分别为-66‰和-8.7‰[33].3.2 黄河河水氢氧同位素组成控制因素李小飞等根据黄河流域站点的大气降水氢氧同位素组成得出黄河流域大气降水直线方程(LML)为:δD=7.0δ18O+1.43‰[32],本次采集的黄河干流以及支流河水氢氧同位素均位于LML附近(图 5a),说明大气降水是黄河干流以及支流河水重要来源. 由图5a可以看出,黄河兰州段上游河水氢氧同位素与附近青海湖(QHH)流域大气降水氢氧同位素均值接近,说明大气降水是该段河水的重要来源,同时由于该段黄河河水海拔较高, 气温整体较低,地下水在接受大气降水补给后,氢氧同位素发生同位素交换以及同位素分馏的可能性不大,导致地下水与大气降水氢氧同位素接近.虽然本次研究没有采集到有代表性的地下水,但是黄河兰州段以上河水氢氧同位素组成偏负以及氘盈余值较高的事实也说明河水可能没有经历明显蒸发过程(图4).黄河兰州段至头道拐段以及黄河下游河水氢氧同位素分布比较集中,说明河水来源一致,结合前述内容,兰州至头道拐段黄河河水没有明显地下水混入,且黄河河水经历明显蒸发过程, 流入与流出的黄河氢氧同位素值比较发现, δD值富集约+1.8‰,δ18O值富集约+0.4‰,同时河水 TDS也有显著增加,这些变化与人类活动如农业灌溉、水库建设所引起的蒸发作用加剧密切相关.该段支流河水T3和T4氘盈余值均较低,特别是 T4点(乌梁素海)(图 5b),显示该水体经历强烈蒸发过程;T3点(清水河)氘盈余值也较低,但是偏离蒸发线,说明水体TDS含量升高不但与蒸发有关,而且与溶滤作用有关(图 5b).下游黄河河水氢氧同位素值分别富集约+2.9‰和0.6‰,较兰州至头道拐段富集值高,可能与下游年均温度高有关.黄河中游段干流和支流河水来源复杂,头道拐(M12)黄河河水氢氧同位素组成分别为-66.8‰和-9.2‰,吴堡(M13)黄河河水氢氧同位素组成分别为-97.2‰和-13.0‰,该段黄河水存在氢氧同位素组成偏负的地下水混入,这与韩颖研究结果一致[22],说明晋陕峡谷天桥泉域岩溶水对黄河河水存在明显补给过程;壶口(M14)和洽川(M15)黄河干流河水氢氧同位素组成持续偏正,除与河水蒸发过程有关外,还与支流河水(T6和T8)混入有关,这些河水受蒸发作用影响,氢氧同位素组成偏负,且氘盈余值较低(图2);潼关(M16)黄河河水氢氧同位素值降低可能与万荣岩溶水混入有关;潼关(M16)到花园口(M20)段河水氢氧同位素值持续偏正,说明河水受蒸发作用影响.黄河中游支流河水(T5、T7和T10)氢氧同位素值均偏负(图5a),氘盈余值也较高(图2),说明这些支流河水主要是由地下水补给的,而其他支流河水氢氧同位素值较高,氘盈余值较低,说明这些支流河水经历蒸发过程.3.3 黄河河水氢氧同位素组成对气候变化的响应黄河河水氘盈余值与环境密切相关,如空气温度和湿度等[34],因此可以用来指示气候变化特征.结合黄河2000～2012年间黄河河水氢氧同位素组成以及期间黄河河水氘盈余值与年均流量关系,可以发现:(1) 2000～2012年间黄河河水氢氧同位素组成表现为上游富集轻同位素,下游富集重同位素.兰州上游河水普遍富集轻同位素,同时氘盈余值较高(图 6a).附近青海湖区域大气降水氘盈余均值为+16.6‰[31],雪水的氘盈余均值为+35.9‰[30],兰州大气降水氘盈余均值为+6.2‰,贵德地下水氘盈余值范围为+6.4‰～+12.8‰[16],共和地下水氘盈余值范围为+5.6‰～+10.6‰[16].可见河水应该是接受更为富集轻同位素的大气降水补给.内陆水体水汽循环往往导致雨水富集轻同位素,同时氘盈余值较高,因此兰州上游河水接受内陆水汽循环形成的降雨比例较大, 显示兰州上游地区干旱的气候特征.兰州以下河水开始受蒸发作用影响, 氘盈余值开始下降(图6a).(2) 2000～2012年兰州以上河水氘盈余值逐渐降低(图6a),接近全球大气降水线(GML),表明区内接受大气降水的氘盈余值也在降低,说明区内水体二次蒸发作用在减弱,气候干旱程度有所降低,同时河水流量也在增加(图 6b),大气降水或者高山雪水补给河水量增加.兰州-头道拐河水氘盈余值也逐渐降低,开始远离GML,2001年取样时间为3月份,河水应来自融雪水,故氘盈余值高(+13.1‰),2000年、2005年和2012年取样时间均为7～8月间,氘盈余值介于+4‰～+10‰之间,2005年河水氘盈余均值最低,2012年河水氘盈余值有所升高,2005年和2012年上游河水氘盈余值接近(+10‰左右),表明2005年较2012年河水蒸发作用对河水氢氧同位素影响较大,气候干旱.中游河水氘盈余值 2001年最大,显示上游雪水的影响,其余年份河水氘盈余值均接近+4‰(图 6a),显示蒸发作用的影响,其中 2000年河水氘盈余值最低,显示 2000年气候干燥的特征.下游河水除 2001年氘盈余值高外,其余年份河水氘盈余值较低,其中 2000年氘盈余值最低,河水流量最小(图6b),显示强烈蒸发过程,气候干旱特征.(3)2000～2012年黄河中游地区河水普遍受到地下水混入的影响,较兰州-头道拐段河水流量增加(图6b),但是均未引起河水氘盈余值升高.黄河中游天桥泉岩溶系统排泄区岩溶水的氘盈余均值为+4.3‰[21-22],与中游黄河河水氘盈余值接近(图 6a).附近太原和西安大气降水氘盈余均值分别为+7.4‰(1986～1988)和+10.8‰(1985～1991),说明雨水中降落补给地下水的过程中经历蒸发过程.总体上,黄河上游河水接受大气降水和地下水的补给,下游河水经历蒸发过程.2012年较2000年相比,河水流量增加,流域气候干旱状况有所降低.4.1 黄河干流河水氢氧同位素组成沿河水流动方向呈现有规律的“V型”变化特征,源头河水氢氧同位素组成明显偏正,显示其可能经历强烈蒸发过程;兰州段以上大气降水和地下水是河水重要来源;兰州段至头道拐段以及下游河水未接受明显补给来源,蒸发过程是控制河水氢氧同位素组成重要因素;中游河水接受大气降水和地下水补给.4.2 河水δ18O值与 Na+/Cl-摩尔比值关系说明兰州段以上河水和中游河水混入大量雨水和地下水,而源头区、兰州至头道拐段以及下游河水则经历蒸发过程.4.3 2000～2012年兰州以上河水氘盈余值逐渐降低,区内水体二次蒸发作用在降低,气候干旱程度有所降低,河水流量在增加.兰州以下河流氢氧同位素受蒸发作用控制,但是2012年蒸发作用的影响有所降低,显示区内气候干旱程度也在降低.[1] 丁悌平,高建飞,石国钰,等.长江水氢、氧同位素组成的时空变化及其环境意义 [J]. 地质学报, 2013,87(5):661-676.[2] 李亚举,张明军,王圣杰,等.我国大气降水中稳定同位素研究进展 [J]. 冰川冻土, 2011,33(3):624-633.[3] 章新平,刘晶淼,田立德,等.亚洲降水中δ18O沿不同水汽输送路径的变化 [J]. 地理学报, 2004,59(5):699-708.[4] Craig H. 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黄河源区径流量变化特征及其影响因子研究进展
太 阳辐射强 、 日照 时间长 ， 平均气温低 、 日变差 大 、 年变差 小， 冬季寒冷 ， 降水 量少 、 地 域差 异大 ， 降水 Ｅ ｔ 数多 、 强 度 小等特点 。杨 可 飞 指 出黄河 源 区 主要 受 高原 季风 影 响， 除北部属半干旱气候 区外 ， 中南部处于湿润 和半 湿润 气候 区。黄河源区有一级支流 ５ ６ 条， 其 中集水 面积 大于 １ ０ ０ ０ ｋ ｍ 的有 ２ ３条 。湖 泊有 ５ ３ ０ ０个 ， 其 中鄂 陵湖 面积 为６ １ ０ ｋ ｍ 、 扎陵湖面积为 ５ ５ ０ ｋ ｍ 。源区冰 川面积 １ ７ ９ ． ４ ｋ ｍ 、 水资源储量 １ ９ ２亿 ｉ ｎ 。年融雪量 ３ ． ５ 亿ｍ ， 地下水
区主要 为湿 润半湿 润区。气候受地形 、 地貌 的影响 ， 具有
水资源是其 中影 响最 为重要 的一个 因素 …。径 流量作为
重要 的水平衡指标 反 映 了某 地 区水资 源 的丰歉程 度 ， 而 流域径流量 的持续 减少 ， 严重 制约 了社会 经济 的快 速发 展， 因此 国内外学者 对 流域径 流量及 其 影响 因子 的关注 度也越来越高 。全球气候变化对水 资源管理 的影 响最初 的研究是将 Ｇ Ｃ Ｍ模 式 和水量 平衡模 型耦 合来 预测 不 同 区域的气候变化对河川径 流 的影 响 。 。对 于黄河 源 区 径流量在气候变化 背景 下产 生 的变化 ， 黄荣辉 院士 指 出黄河源 区的气候 变化 和西北 是不 一样 的 ， 而跟 华北 西 部 以及关 中地 区 的变 化 差不 多 ， 所 以该地 区 ２ ０世 纪 ９ ０ 年代 降水大幅减少 ， 径流也 随之减少 。
黄河不同区段河水 3H同位素季节变化规律研究
游玛多一包头 ３ ．４Ｔ 的高氚水 平变 化 ， 包 头以 下至人 海 ９ ６ ｕ 和
２ 黄河水 同位素的变化规律 Ｈ
根据取样分析结 果 ， 制从 黄河 源头 至人海 口不 同断 面、 绘 不 同季节 的黄河水 Ｈ同位素变化 曲线 ， 图 １ 见 。结合 图 １中 的
进行过较详细 的研究 ０ 。黄河水 Ｈ同位素 的变 化规律是相 应 区段水循环信息 和循环特征 的重要 表现形 式 ， 笔者主要 侧重分
析不同季节 、 不同区段黄河 Ｈ同位素 的变化规律 ， 旨问题的深入研究提供基础信息 。
１ 黄河水 同位素样 品的采集与测试
维普资讯
第２ ９卷第 ６期
２０ ０ ７年 ６月
人
民
黄
河
Ｖｏ ． １ ２９． Ｎｏ． ６
ＹＥＬ ＯＷ ＲＩ Ｒ Ｌ ＶＥ
Ｊ ｎ ，０ ｕ ． ２ ０７
【 综
合】
黄河不 同区段河 水３ Ｈ同位 素季节变化规律研究
王福 刚 ， 资生 于景 宗 杨晓翰 赵 玉红 廖 ， ， ，
３ ．５Ｔ ， ４ ０ Ｕ） 而雨季为 ２ ．５Ｔ １９ ｕ。
收 稿 日期 ：０ ７ ０ － ０ ２０ — ２ ２ 基 金 项 目 ： 家重点 基础 研 究发 展 规 划（７） 目（９９４６６ ； 国 ９３ 项 １ ０３ ） ９ ０
雨 季上游河水 的氚浓度均 在 ３ ｕ以上 ， 值为 ３ ． ３Ｔ 明 ０Ｔ 均 ９ ６ ｕ， 显 高于中、 下游河水 的氚 浓度（ 均值为 ２ ．５Ｔ （ １ 。 １９ ｕ） 图 ）
中图分类号 ：Ｘ ４ ；Ｖ ８ ． １３ Ｔ ８ ２ １
２ ０世纪 ５ ０年代以来 ， 同位素 技术在水循 环特征 的研究 中 发挥了越来越重要 的作用 。弄清 黄河水 在不 同 区段 的水循 环 特征是合理 开发利 用黄河 水 的重要条 件之 一。有关 黄河水 稳 定 同位素 ８Ｈ、 Ｏ的沿程变化 特征 及影响 因素 ， ８ 苏小 四等 已
黄河内蒙段不同河型时空演变特征及其成因分析
河型分类
03
04
05
1. 稳定型：河道平直， 岸线稳定，河床纵剖面 平缓，水流缓慢，河床 主要由岩石和粗粒沉积 物组成。
2. 游荡型：河道弯曲， 岸线变化大，河床纵剖 面陡峭，水流急，河床 主要由细粒沉积物组成 。
3. 辫状型：河道宽阔， 岸线曲折，河床纵剖面 较平缓，水流较缓慢， 河床主要由砾石和粗砂 组成。
结合现代科技手段，如遥感、GIS、数值模拟等，进一步 提高黄河内蒙段河流形态和演变规律的监测、预测和管 理能力，为水资源管理和防洪减灾提供技术支持。
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空间演变特征
稳定型
01
河道纵向坡降大，水流速度快，横向变化小，岸线平直，河道
深窄。
游荡型
02
河道纵向坡降小，水流速度慢，横向变化大，岸线曲折，河道
宽浅。
辫状型
03
河道纵向坡降较小，水流速度较慢，横向变化大，岸线曲折，
河道宽阔。
时间演变特征
稳定型
长期保持稳定状态，只有在特大洪水发生时才 会发生明显变化。
数据来源
01
02
03
遥感影像
通过获取不同时相的卫星 遥感影像，获取河流形态 和演变信息。
实地调查
结合实地调查数据，对河 流形态、河道参数等进行 详细测量和记录。
水文资料
收集和研究水文资料，包 括水位、流量、泥沙含量 等数据。
03
不同河型时空演变特征
河型定义及分类
01
02
河型定义：河型是指河 流的平面形态、河床构 成、水流特点等自然要 素的组合，是河流地貌 学和河流动力学研究的 重要内容。根据河流形 态和演变特征，可将河 型分为稳定型、游荡型 、辫状型等。
黄河干流实测径流量演变特征及影响因素分析
黄河干流实测径流量演变特征及影响因素分析目录一、内容综述 (2)二、黄河干流概况 (2)1. 黄河干流地理位置及特点 (3)2. 流域范围及水文特征 (4)三、实测径流量演变特征分析 (5)四、影响因素分析 (6)1. 气候因素 (7)（1）降水量变化对径流量的影响 (8)（2）蒸发量变化对径流量的影响 (9)2. 地貌因素 (10)（1）地貌类型与径流量关系分析 (12)（2）河道地形变化对径流量的影响 (13)3. 人为因素 (14)（1）流域内水资源开发利用情况分析 (15)（2）水利工程对径流量影响评估 (16)（3）人类活动引起的其他影响因素探讨 (18)五、径流量演变模型构建与验证 (19)1. 径流量演变模型构建思路及方法选择 (20)2. 模型参数估计及模型验证 (22)3. 模型预测功能评估及不确定性分析 (22)六、保护措施与建议 (24)1. 加强水资源保护意识，提高管理水平 (25)2. 优化流域内水资源配置，确保生态流量需求得到满足 (26)3. 加强水利工程监管，减小对生态环境负面影响 (27)4. 开展科研攻关，提高径流量预测精度及应对能力 (28)七、结论与展望 (29)1. 研究成果总结 (30)2. 研究不足之处及未来研究方向 (31)一、内容综述随着全球气候变化和人类活动的影响，黄河流域面临着严重的水资源短缺问题。
为了更好地了解黄河干流实测径流量的演变特征及影响因素，本文对近年来的相关研究成果进行了综合分析和总结。
首先，从理论上分析了影响黄河流域径流变化的主要因素，包括大气降水、蒸发、地形地貌、土壤侵蚀等；其次，通过对历年实测径流量数据的统计分析，揭示了黄河流域径流量的变化规律及其与气候因子的关系；结合区域水资源管理实践，探讨了黄河流域水资源调控策略和措施，为黄河流域水资源的可持续利用提供了科学依据。
二、黄河干流概况黄河，发源于中国青海省，蜿蜒流经九个省区，最终注入渤海海。
黄河中上游流域水质环境影响因素分析研究
黄河中上游流域水质环境影响因素分析研究黄河中上游流域是中国重要的农业生产和生态保护地区，其水质环境受到众多因素的影响。
本文将探究这些影响因素，以期提出相关对策以改善水质环境。
1. 自然因素黄河中上游流域自然环境的不断变化对水质环境产生了重大影响。
降雨量的增加、高山积雪的融化和气温的升高，导致了水体的极端波动和暴雨等极端气候事件的增多，从而使水质环境受到了极大的影响。
同时，地质构造和地表地貌的复杂性也为水质环境的变化带来了更多的不确定性因素。
2. 人类活动人类活动是影响黄河中上游流域水质环境的主要因素之一。
农业的发展，城市化的加快，工业化的推进，都直接导致了水质环境的污染。
放置污水、化肥、农药、废弃物等不当处理，导致污染物直接进入水体。
同时，大规模的土地平整和基础设施建设，造成了水土流失，也为水质环境带来了极大的威胁。
3. 水文水资源环境黄河中上游流域的水文水资源环境也直接影响着水质环境。
水的使用和开发活动，导致水源的枯竭和河水的萎缩，从而直接影响了水质环境。
同时，水库的建设和水文水资源管理的不当，也为水质环境带来了负面的影响。
河流干涸和河道拓宽，导致水的流动速度加快，水质环境变化的机率也更大。
4. 不良天气不良天气也是黄河中上游流域水质环境受到影响的重要原因之一。
暴雪、雨雪、强风、雷电等极端天气事件的发生，对水质环境造成了严重的破坏。
不仅会导致污物直接排放到水体中，更会导致因水位上升而淹没大量城镇和农田。
综上所述，黄河中上游流域水质环境受到了多种因素的影响。
要改善水质环境，必须采取积极措施，包括加强自然保护，控制农业、工业和城市排放污物，全面推进水文水资源管理，稳定河道环境等。
只有通过全面的环境保护措施加强水环境治理，才能保护好黄河中上游流域水质环境，使其持续发挥重要的生态价值。
黄河源区历史时期干湿变化特征分析
黄河源区历史时期干湿变化特征分析黄河源区是指黄河的发源地，位于青海省、甘肃省和四川省交界处。
黄河源区是中国重要的水源补给区域，对于黄河流域以及中国的生态环境具有重要的意义。
在历史时期，黄河源区的干湿变化经历了较大的波动。
根据古地理、古气候学和历史文献等资料的研究，可以大致归纳出以下几个干湿变化特征：1. 冰期干旱期：在晚更新世的冰期时期，黄河源区受到了气候干旱的影响，水源供给相对较少。
冰期干旱期对黄河源区的水资源形成了负面影响。
2. 湿润期：在冰期之后，随着气候的变暖，黄河源区出现了湿润的气候条件。
湿润期使得黄河源区的降水量增加，水资源得到了较好的充实，水文条件较好。
3. 间冰期干旱期：在湿润期之后，黄河源区又经历了一个间冰期干旱期。
这一时期的干旱导致了黄河源区的水源缺乏，水文条件恶化。
4. 现代时期的干旱期：进入现代时期，黄河源区的水文条件再次出现了恶化。
这一时期的干旱主要受到全球气候变化和人类活动的影响。
从历史时期干湿变化的特征可以看出，黄河源区的水文条件在不同的时期有着较大的差异。
气候变化是影响水资源形成和分配的重要因素，受到全球气候变化的影响，黄河源区的水文条件经历了不同的阶段。
人类活动对于黄河源区的干湿变化也具有一定的影响。
近年来，随着人类对于水资源的过度使用和过度开发，黄河源区的水资源供给受到了极大的影响。
人类活动引发的水土保持问题、水资源消耗问题等，进一步加剧了黄河源区的水文环境恶化。
黄河源区在历史时期的干湿变化特征是多样的，受到全球气候变化和人类活动的影响。
为了保护黄河源区的水资源，应当加强水资源管理、生态保护和环境治理，合理利用水资源，减少水资源的消耗，保护好黄河源区的生态环境。
黄河干流沿程水沙变化及其影响因素分析
基金项目 :财政部科研专项 作者简介 :刘成 (1964 —) ,男 ,安徽涡阳人 ,教授级高级工程师 ,博士 ,从事水力学与河流动力学研究 。E2mail :chliu @iwhr. com
水利水电科技进展 ,2008 ,28 (3) Tel :025Ο83786335 E2mail : jz @hhu. edu. cn http :/ / kkb. hhu. edu. cn
流全长 5 464 km ,流域面积7915 万 km2 。自河源至河 口镇 (3 472 km) 为上游 ,河口镇至桃花峪 (1 206 km) 为 中游 ,桃花峪以下 (786 km) 为下游。黄河流经的黄土 高原土壤侵蚀严重 、输沙量巨大 。黄河中游的支流窟 野河温家川水文站实测含沙量曾高达 1 700 kg/ m3 (1958 年 7 月 10 日) ,为我国乃至世界有实测资料记 载的最大值。在其他多沙支流及黄河中游干流上 , 1 000 kg/ m3左右的含沙量实测值已有多次记载[2] 。随 着气候变化、人类活动的影响 ,特别是 20 世纪 60 年 代以来黄河流域大规模的人类活动 ,黄河水沙状况发
吉兰泰盐湖氢氧同位素及湖水来源分析
吉兰泰盐湖氢氧同位素及湖水来源分析崔蕊;汪季;张成福;史小红;韩知明【摘要】研究内蒙古吉兰泰盐湖流域不同水体的同位素,分析判断其水分补给来源特征.采用氢氧稳定同位素方法和水化学特征法,研究了吉兰泰盐湖稳定同位素δ18 O和δD特征.结果表明:吉兰泰盐湖δD、δ18 O平均值为-47.86‰和-6.4‰,黄河水δD、δ18 O的平均值分别为-59.95‰和-7.7‰,水库水δD、δ18 O的平均值分别为-59.26‰和-5.4‰,浅层地下水δD、δ18 O的平均值分别为-69.69‰和-9.3‰,深层地下水δD、δ18 O的平均值分别为-82.7‰和-10.85‰;吉兰泰盐湖蒸发趋势线方程为δD=7.54δ18 O+1.87(R2=0.96).湖水的氢氧同位素值最大,其次为水库水、黄河水和浅层地下水,深层地下水氢氧同位素值最小;大气降水对地下水直接补给作用很小,黄河水补给方式为侧渗;西侧的巴彦乌拉山和南侧的贺兰山都以地下水的形式补给吉兰泰盐湖.【期刊名称】《内蒙古林业科技》【年(卷),期】2019(045)001【总页数】5页(P17-21)【关键词】吉兰泰盐湖;地下水;氢氧同位素;氘盈余;离子【作者】崔蕊;汪季;张成福;史小红;韩知明【作者单位】内蒙古农业大学沙漠治理学院,内蒙古呼和浩特 010011;内蒙古农业大学沙漠治理学院,内蒙古呼和浩特 010011;内蒙古农业大学沙漠治理学院,内蒙古呼和浩特 010011;内蒙古农业大学沙漠治理学院,内蒙古呼和浩特 010011;内蒙古农业大学沙漠治理学院,内蒙古呼和浩特 010011【正文语种】中文【中图分类】P342在水循环过程中，受同位素分馏作用的影响，时空分布异质性在各种水分的氢氧稳定同位素组成中也较为广泛。
通常，不同的水体往往具有不同的氢氧稳定同位素特征。
目前，氢氧稳定同位素在诸多领域都有涉及，例如，示踪大气水分的来源以及大气水分的运移[1]、地表水的蒸发蒸腾[2]、河流和地下水补给来源的判定[3]等。
黄河水流特点
黄河水流特点及对水利工程影响一：引言我国黄河流域及其中游地区的支流，其含沙量之高，在世界上都为罕见，在泾河的各条流域中，年平均含沙量达213kg/m3,年最大含沙量达1070kg/m3,黄河是我国乃至世界的高含沙水流之一，如控制不好，泥沙进入水库后造成泥沙淤积而引起一系列危害。
二：黄河水流运动特点1：流速分布（1）层流：二元明渠实测表明,当含沙量较高时,典型的泥流层流流速分布如图（uO为最大流速）。
（2）研究后认为,在高含沙水流中流速分布的统一表达式为（这里以均质、光滑边壁的宾汉流动为例）其中打示无量纲平均流速分布｛"为摩阻流速别为层流、紊流发生率;+「土分別为层流、紊流时的流速分布I和dix高含沙水流的本构方程为："_'丄’实验结果表明，虽然高含沙水流具有触变特性，由T、n的自身物理特性和随着所处的运动状态的演化而演化的特性,共同决定了高含沙水流流动时的流速分布。
从能量观点看,流速分布是流体运动过程中能量分布形式的体现,由于动量传递属于一种扩散现象,流速的连续性本质上是依靠内界面的内摩擦阻力来维持的,从动力学的观点上看,流速分布一方面具有对演化历史的记忆功能,另一方面又具有反映演化状态的不可逆的耗散性。
2：紊动特性(1)试验发现泥浆湍流的近壁层流层范围与牛顿体湍流的粘性底层不同,泥浆湍流的近壁层流层内完全保持层流状态。
在近壁层流层(0〈y+W1)中，完全没有脉动，这一点和牛顿流体的近壁层性质不同。
y+=1〜4为间隙湍流层，该层相当于牛顿流体的粘性底层,并具有类似的猝发过程，该层紊动强度较大，对整个湍流的形成有重要意义。
强紊动层，从y+=5—直到流核区，或者流速梯度较小的流区的下方。
紊动旋涡在该层进一步发育和分解,各种频率的脉动都在此出现，脉动强度也较大。
实测结果表明,充分湍流区泥浆流速分布和清水没有区别,过渡湍流区上部仍有流核,下部流速分布,也是对数分布,清水加推移质和泥浆加推移质的湍流时均流速分布仍为对数分布.泥浆湍流（宾汉体）中紊动产生于间隙湍流层上部和强紊动层下部，间隙湍流层和扩散层的紊动有间歇，造成分布曲线的双峰。
黄河三角洲水盐运动和生态效应研究的开题报告
黄河三角洲水盐运动和生态效应研究的开题报告
一、选题背景和研究意义
黄河是我国第二大河流，也是国家重要的水资源和农田灌溉之源。
黄河三角洲位于黄河下游，是黄河的扇形河口，涵盖了山东省济南市、潍坊市、烟台市等多个城市和地区，是我国重要的粮食和海产品生产基地。
由于人口增长和经济发展，黄河流域的水资源面临着巨大的压力。
黄河三角洲地区也存在着水资源紧缺、土壤盐渍化等问题。
因此，深入了解黄河三角洲水盐运动规律和生态效应，对于维护该地区水资源和生态环境具有重要的理论和实践意义。
二、研究内容和方法
该研究的主要内容包括：
1.黄河三角洲水盐运动规律研究。
利用实地采样和遥感数据分析等方法，研究该地区土壤水分含量、盐分浓度等要素的时空变化规律，并基于数学模型对水盐运动规律进行定量描述。
2.黄河三角洲生态效应研究。
研究黄河三角洲的水文地理、生态环境和作物生长等因素之间的相互作用关系，并评估这些因素对当地经济和环境的影响。
本研究主要采用实地调查、遥感数据分析和数学模拟等方法。
三、预期成果和意义
通过本研究，预计可以得到以下成果：
1. 揭示黄河三角洲区域内土地水盐变化规律，为当地水资源管理和防治盐渍化提供科学依据。
2. 分析黄河三角洲生态系统的现状和发展趋势，为生态重建和经济发展提供决策依据。
3. 建立黄河三角洲水盐运动和生态效应数学模型，为现实应用提供技术支持。
这些成果对于促进黄河三角洲地区的可持续发展和生态环境保护具有重要的意义。
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黄河水 !!"#、 !$ 和 %& 的沿程变化特征 及其影响因素研究
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环境同位素示踪是目前水循环研究中广泛应用 的一种先进技术。氢氧是水分子的组成部分 / 因此 它们是示踪水循环最理想的同位素。理论与实例研 究表明，水的稳定同位素比率在水循环中主要受混 合作用影响以及因物理条件如雨水凝结、蒸发等变 化引起同位素分馏作用影响而产生规律性的变 化 。由于 5 是放射性同位素， 它还受放射性衰 变规律所支配。特别是由于 !" 世纪 )" 年代大规模
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不同的变化， 如图 >7 和图 >? 所示。河水的 89 浓度 变化相对复杂（图 8） ，但总体上看从源头至入海口
收稿日期：!""# $ "% $ %" ；接受日期：!""# $ "# $ %% （&%’’’"(#)") ） （*++, ） 基金项目：国家重点基础研究发展规划项目 ；英国皇家协会研究项目 作者简介：苏小四 - %’+% $ . ，男，博士，水文学及水资源专业。
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州—托克托之间地区基本不产流，河水主要为消耗 状态； 中游地段， 特别是晋陕峡谷段， 是黄河水沙的 重要来源， 河水与地下水之间的补排关系十分复杂； 而在下游地区，主要为河水补给地下水。上述复杂 的水循环必然会给黄河水烙上化学印记，一些敏感 元素的地球化学行为将发生特殊变化。黄河沿程跨 越几个较大的气候地带，从源头至入海口总落差为 9 ::: 多米，大气降水的同位素组成具有较典型的 高程效应、 大陆效应、 纬度效应和季节效应。黄河这 种特殊的自然地理条件为利用同位素研究河水的主 要水循环过程提供了可能。 ;::: 年 < = > 月雨季和 ;::! 年 ? = 9 月旱季期 （玛多） 间， 我们在从黄河源头 至入海口的 !< 条河谷 断面上采集了黄河水样和地下水样，取样位置如图 ! 所示。所有采集的水样在中国国家地质测试中心 进行了稳定同位素的分析处理， !< @ 采用 A@; 平衡 法 B C D 测定， 其测试误差为 :% ;E ， F 采用锌还原法 B < D 测定，其测试误差为 !E，其中 ;::: 年雨季所采集 的水样在英国 G(40-3) 女王大学环境工程研究中心 H7I& 质谱仪上同时进行了稳定同位素的平行测定， 测试方法同上， @ 和 F 具有相近的测定结果。水样
中稳定同位素比率 !< @ J !K @、; L J ! L 的大小用相对 于标准平均海洋水 M &I@N O 的千分差来表示：
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河水同位素采样点位置分布略图
&’()*+ ,-. /0 )+( 1-)(2 3-,.4( 4/*-)#/53 /0 )+( 6(44/1 7#8(2
+ 沁河；* , 洛河；* - 伊河。 ! 湟水；" 大通河；# 洮河；$ 清水河；% 窟野河；& 无定河；’ 汾河；( 泾河；) 渭河；*
8
蒸发的影响有关。 !" # !!$ % 和 !& 在各河段的变化特征 在兰州以上黄河源头河段（图 >） ，除八盘峡处 黄河水可能受上游刘家峡等水库影响导致其同位素 比率稍偏高外， 雨、 旱季该段河水的 !"#$ 和 !% 在黄 河的所有河段中最低。 这与源头地区地面高程较高、 远离海洋、 冰雪融水和冻土层融化水的加入有关。 自兰州起到包头之间F 河水的 !"# $ 和 !% 比率 明显增大，而且雨季期间 !"# $ 增大幅度为 ") BOT， 明显大于旱季的增大幅度 D "T E 。由于此段没有较 多外来水体的加入， 而且每年雨季期间， 大量的河水 被引水灌溉，因此导致黄河水 !"# $ 和 !% 比率增大 的主要因素可能是蒸发作用。 从内蒙古托克托开始进入黄河中游地段，河水 的 ! $ 和 !% 比率在雨、旱季期间表现出不同的变
（%0 北京师范大学 环境科学研究所，北京 %"",+1 ；!0 吉林大学 环境与资源学院，吉林 长春 %#""!) ）
摘
要：根据 !""" 年 , 2 ’ 月雨季和 !""% 年 # 2 ( 月旱季在黄河 %, 条断面上河水的同位素测试结果，分析了黄河
%,
水 ! 3、 研究结果发现， 从黄河源头至入海口， 黄河水具有稳定同位素比率逐渐增大 !4 和 # 5 浓度的沿程变化特征。 而 # 5 浓度逐渐下降的趋势； 外来水体的混合作用、 蒸发作用以及人类活动对黄河水的同位素具有明显的影响。黄河 源头地区和中游地区是黄河两个主要的产流区， 河水同位素的变化是不同径流来源对河水补给的良好标志。 兰州以 上黄河源头地区河水的 !%, 3、 地下水对河水的补给贡献旱季大于雨季。 晋陕峡谷北段 !4 的季节性变化与雨水相反， 而旱季 # 5 浓度相对较低的岩溶水对河川径流有 雨季 !%, 3 相对较低的岩溶水和当地雨水对河川径流有明显的补给， （如汾河、 渭河 ） 的加入。河水水面蒸发 一定的补给； 吴堡 6 潼关段雨季和旱季均有同位素比率相对较高的地表支流 作用对兰州 6 包头段和黄河下游段旱季河水的 !%, 3 具有明显的影响， 而对这些河段雨季河水的同位素影响较小/ 灌 溉回归水的蒸发可能是影响这些地段河水同位素组成的主要因素。 关键词：黄河水；同位素示踪；水循环；稳定同位素 中图分类号：71’+ ；71’! 文献标识码：8
规律并确定水资源的可持续开发模式具有十分重要
"
引
言
的意义。 黄河是中国的第二大河流，源于青海省巴颜喀 拉山北麓， 流经青、 川、 甘、 宁、 内蒙古、 晋、 陕、 豫、 鲁 等 ’ 省（区） ，从山东省垦利县注入渤海，干流全长 1 ()( ;<， 流域面积 +10 ! 万 ;<! 。 黄河多年年平均天 然径流量为 1," 亿 <# 9 ) : ，在全国 + 大江河中属第四 位， 具有水少、 沙多、 时空分布不均等特点。黄河水 资源对沿黄地区的经济发展起着支撑的作用。 根据黄河干流地质、地貌和水文特征可将黄河 划分为上、 中、 下游三个河段。河源至内蒙古托克托 为上游， 河道长 # (+! ;<， 落差 ! ()1 <， 来水量占花 园口以上总量的 1)= ； 托克托至郑州的花园口为中 游， 河道长 % !!( ;<， 落差 ,’1 <， 增加水量为花园 口水量的 ((= 。其中晋陕峡谷段在 +!1 ;< 的河段 上， 落差达 )"+ <， 汇集了黄河 %#0 %= 的径流 9 ) : ； 花 园口以下为下游地段，河道长 +), ;<，为著名的地 上悬河段。 兰州以上的源头地区为黄河河川径流的主要来 源地，冰雪融水、降水和地下水汇集于河谷中；兰