华北平原第四系含水层地下水年龄与补给温度

摘要

华北平原地下水资源的超量开采和不合理开发利用已经诱发了诸多的生态环境地质问题，例如：地面沉降、咸水下移、水环境恶化等等。研究华北平原地下水年龄与补给温度对于深入了解华北地区地下水循环演化过程以及地下水系统更新等方面具有重要的意义，这对于指导地下水资源的合理开发利用具有十分重要的作用。 本次研究沿石家庄-衡水-塘沽剖面采集了华北平原第四系不同含水层的地下水及气体样品，包括稳定同位素<'2>H、<'18>O，放射性同位素<'3>H、<'14>C，环境示踪剂SF<,6>、以及惰性气体样品。应用CE模型计算了样品的惰性气体温度以及过量气体，山前平原浅层地下水采用SF<,6>法及<'3>H-<'3>He法进行了年龄估算；中东部平原深层地下水则采用<'14>C和<'4>He的方法进行了年龄估算，并对不同方法测年结果进行了对比。 取得了以下几个主要结论： (1)惰性气体温度结果表明年轻地下水的补给温度相对年老地下水补给温度偏高约5℃，这也说明了年老水的补给形成条件不同于现今。 (2)山前平原浅层地下水SF<,6>及<'3>H-<'3>He年龄均显示出现代水特征，循环更新速度较快，SF<,6>年龄范围为0～23.05年，<'3>H-<'3>He年龄范围为1.55～40.73年，均为可更新地下水资源。 (3)核成分分离结果表明，中部平原地壳放射性核背景值为4.05E-8，深层地下水中氚成因<'3>He浓度为6.97～10.95E-15 cm<'3>STP/g，相对应的氚值为2.8～44TU。 (4)中东部深层(Q1、Q2含水层)地下水<'14>C未校正年龄范围为12～44ka，校正年龄范围为4.6～38.1 ka，<'4>He年龄变化范围为8.2～351ka。从山前到衡水以西地区，第三含水层组地下水<'14>C年龄变化范围为4.6～35.6 ka，<'4>He年龄变化范围为8.2～35,4 ka，<'4>He年龄与<'14>C年龄结果比较一致，而第四含水层组<'4>He年龄则相对<'14>C年龄偏大很多，显示出化石水的特征，地下水资源可视为不可更新地下水资源。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1问题的提出及研究意义

1.2研究历史与现状

1.3论文研究思路概述与创新点

第二章研究区概况

2.1自然地理概况

2.2地质背景

2.3水文地质特征

第三章环境示踪剂在地下水中的应用基本原理

3.1惰性气体在地下水中的应用

3.2环境示踪剂测年基本原理

第四章样品采集与数据获取

4.1样品的野外采集

4.2样品的实验室处理及测试分析

4.3环境示踪剂数据测试结果及空间分布特征

第五章华北平原地下水补给惰性气体温度

5.1惰性气体数据模型解释结果及结果评价

5.2惰性气体指示的地下水补给条件

第六章华北平原地下水年龄测定

6.1华北平原年轻地下水测年

6.2华北平原年老地下水测年

6.3华北平原第三含水层组14C年龄分布的水文地质解释

6.4华北平原地下水资源更新能力

第七章结论与建议

7.1结论

7.2建议

致谢

参考文献

附录

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