基于氘盈余分析季节性降水对浅层地下水的补给——以鹰潭孙家农田小流域为例

本研究基于氢氧稳定性同位素技术，分析了2012年4月至2014年3月孙家农田小流域降水、灌溉水和地下水的氢氧同位素季节变化规律，并应用δd-δ18o关系图和氘盈余质量平衡法分别确定了研究区浅层地下水的主要补给来源和季节性降水对地下水补给的贡献率。结果表明，研究区大气降水线方程为：δd=8.49δ18o+16.7(n=110，r2=0.98)。降水中δd(–113.3‰~7.5‰)和δ18o(–14.9‰~–0.9‰)季节性差异明显；地下水δd和δ18o(–45.3‰~–40.4‰?和?–7.29‰~–6.44‰)相对稳定；灌溉水δd和δ18o分别介于?–66.2‰~–28.3‰?和?–9.17‰~–5.00‰，变化范围小于降水，大于地下水。在δd-δ18o关系图中，地下水各水样点主要分布在当地大气降水线附近，说明地下水主要受大气降水补给。降水中氘盈余(dexcess)介于1.3‰~23.7‰，夏半年(4—9月)dexcess平均值(10.8‰)显著低于冬半年(10—3月)dexcess平均值(17.1‰)。地下水氘盈余相对稳定，介于8.75‰~14.9‰，平均值为11.9‰。通过氘盈余质量平衡法计算得出，夏半年降水对地下水的贡献率为83%，而冬半年的贡献仅有17%，表明季节性降水对地下水补给的贡献差异显著，夏半年降水对地下水补给具有主导性作用。