基于穩(wěn)定同位素和水化學(xué)的喀斯特小流域降雨徑流響應(yīng)規(guī)律研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-07 13:53
喀斯特地區(qū)特殊的二元結(jié)構(gòu)地質(zhì)背景導(dǎo)致其水文過程與其他類型區(qū)差異顯著,研究降雨徑流響應(yīng)規(guī)律有利于探討其小流域補(bǔ)給機(jī)制和養(yǎng)分流失特征,為該地區(qū)小流域水資源利用、污染物防治方面提供科學(xué)依據(jù)。本文以廣西環(huán)江典型喀斯特小流域?yàn)檠芯繉?duì)象,利用氫氧穩(wěn)定同位素和水化學(xué)方法,結(jié)合野外定點(diǎn)監(jiān)測(cè)和室內(nèi)測(cè)試,研究了在次降雨和季節(jié)條件下溪流氫氧穩(wěn)定同位素組成和水化學(xué)組分的動(dòng)態(tài)變化及主要影響因素,得到以下主要結(jié)論:(1)降雨季節(jié)分布不均,主要集中于雨季(5-9月),約占全年總降雨量75%以上。溪流出口流量與降雨量存在正相關(guān)關(guān)系。月徑流系數(shù)變化幅度大(0.05-0.45),平均月徑流系數(shù)為0.26。(2)單次極端降雨條件下,小降雨事件(8.5 mm)未能引起溪流水位、電導(dǎo)率及溫度的明顯變化,而當(dāng)累計(jì)降雨量達(dá)到39.5 mm后溪流水開始響應(yīng)。此后,溪流水文水化學(xué)參數(shù)對(duì)降雨快速響應(yīng),除硝態(tài)氮外,電導(dǎo)率(EC)、δ18O、Ca2+迅速降至最低值,雨水稀釋作用對(duì)其水化學(xué)變化起主要作用。通過對(duì)溪流新舊水比例進(jìn)行劃分發(fā)現(xiàn),降雨前期和后期,溪流以舊水補(bǔ)給為主,而在水位快速上漲階段,新水比例達(dá)到34%左右。兩次降雨過程中,水體中硝...
【文章來(lái)源】:湖南師范大學(xué)湖南省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-3大氣降雨收集裝置??
????大氣降雨量:2013年9月份之前大氣降雨量數(shù)據(jù)通過氣象觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)儀器監(jiān)??測(cè)獲取,監(jiān)測(cè)間隔為比。9月份之后一臺(tái)JD05型翻斗式雨量計(jì)投入使用,安置??在氣象觀測(cè)場(chǎng)內(nèi),自動(dòng)記錄當(dāng)日降雨量,最小分辨為化5mm?(如圖2-4)。其他??氣象資料由中國(guó)科學(xué)院環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站氣象站獲取,其指標(biāo)包??括:溫度、相對(duì)濕度、露點(diǎn)溫度、水汽壓、氣壓、風(fēng)、王壤、溫度、太陽(yáng)福射等。??本文主要利用2013年6月 ̄2014年9月的降雨量及大氣溫度數(shù)據(jù)。??溪流出口流量:為分析研究區(qū)溪流與泉水流量與降雨量的響應(yīng)關(guān)系,于溪流??下游出口處和巖溶泉水出流處修建瑕頂角為60°的H角框。并安裝自動(dòng)監(jiān)測(cè)水位??計(jì)記錄水位的變化,間隔為15min?(如圖5)。按照國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)用水位流量??換算公式計(jì)算其流量,公式如下:??Q=O.8tg0/2V2gH5?口?(2-1)??Q一流量,mVs;?m一流量系數(shù);0—三角懼頂角;g—重力加速度,9.81?m/s???H—虛前水頭,m。??
-7.3〇/〇〇?-7.1〇/〇〇,平均值分另IJ為-53%〇、-7.2〇/〇〇。而溪流水犯和8"0值變化不大,??其值分別在-46%〇?-39%〇和-7.0%。?-5.9%〇范圍內(nèi)波動(dòng),加權(quán)平均值分別為-43%〇,??-6.5%〇?(如圖3-2a)。5D、S"〇表現(xiàn)先略有升高,隨降雨持續(xù),其值持續(xù)下降,??且于最大雨強(qiáng)后再次升高,降雨停止后波動(dòng)減弱趨于穩(wěn)定。而早季表層巖溶泉SD??和Sis〇年平均值分別為-45%。,-6.8%。(憂云鵬等,2011)。分析發(fā)現(xiàn),本次降雨過程??中,溪流水氨氧同位素值變異大,較雨水值略偏正,而接近表層巖溶泉水年平均??值,整體來(lái)看王者之間差異不明顯。降雨開始后,Ca2+和HC03-濃度呈現(xiàn)先持??續(xù)下降后保持穩(wěn)定再下降至最低值(Ca2+和HC03-濃度分別為38mg/L,3.3??mmol/L),其值滯后最大雨強(qiáng)約1?h,隨著雨強(qiáng)的減弱至降雨停止,其濃度逐漸??回復(fù)至雨前水平(圖3-2b)。Ca2+與HC03-濃度兩者之間顯著線性正相關(guān)??(民2=0.8308)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]貴州普定陳旗喀斯特泉的降雨-徑流響應(yīng)特征分析[J]. 鄭雪,陳喜,張志才. 地球與環(huán)境. 2014(02)
[2]Sources and migration path of chemical compositions in a karst groundwater system during rainfall events[J]. YANG PingHeng,YUAN DaoXian,YE XuChun,XIE ShiYou,CHEN XueBin,LIU ZiQi. Chinese Science Bulletin. 2013(20)
[3]基于穩(wěn)定同位素和水化學(xué)成分的西南喀斯特流域徑流劃分[J]. 陳雪蓮,陳喜,張志才,張艷芳,紀(jì)忠華. 地球與環(huán)境. 2013(02)
[4]桂西北喀斯特峰叢洼地降水氫氧穩(wěn)定同位素的季節(jié)變化特征[J]. 胡可,陳洪,聶云鵬,楊靜,王克林. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2013(05)
[5]降雨過程中香溪河流域非點(diǎn)源氮素入庫(kù)特征研究[J]. 陳玲,劉德富,劉清欣,宋林旭,崔玉潔,肖尚斌. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2013(01)
[6]典型喀斯特峰叢洼地降雨特性及淺層地下水埋深變化特征[J]. 楊靜,陳洪松,聶云鵬,王克林. 水土保持學(xué)報(bào). 2012(05)
[7]峰叢洼地巖溶泉流量和水化學(xué)變化過程中地面徑流的作用[J]. 常勇,吳吉春,姜光輝,于奭. 水利學(xué)報(bào). 2012(09)
[8]桂林巖溶區(qū)大氣降水的化學(xué)特征分析[J]. 張紅波,于奭,何師意,劉齊,李幼玲. 中國(guó)巖溶. 2012(03)
[9]沂蒙山區(qū)典型小流域降雨徑流的磷素輸出特征[J]. 于興修,李振煒,劉前進(jìn),井光花. 環(huán)境科學(xué). 2012(08)
[10]桂西北喀斯特峰叢不同土地利用方式坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙特征[J]. 陳洪松,楊靜,傅偉,何菲,王克林. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2012(16)
本文編號(hào):3389667
【文章來(lái)源】:湖南師范大學(xué)湖南省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-3大氣降雨收集裝置??
????大氣降雨量:2013年9月份之前大氣降雨量數(shù)據(jù)通過氣象觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)儀器監(jiān)??測(cè)獲取,監(jiān)測(cè)間隔為比。9月份之后一臺(tái)JD05型翻斗式雨量計(jì)投入使用,安置??在氣象觀測(cè)場(chǎng)內(nèi),自動(dòng)記錄當(dāng)日降雨量,最小分辨為化5mm?(如圖2-4)。其他??氣象資料由中國(guó)科學(xué)院環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站氣象站獲取,其指標(biāo)包??括:溫度、相對(duì)濕度、露點(diǎn)溫度、水汽壓、氣壓、風(fēng)、王壤、溫度、太陽(yáng)福射等。??本文主要利用2013年6月 ̄2014年9月的降雨量及大氣溫度數(shù)據(jù)。??溪流出口流量:為分析研究區(qū)溪流與泉水流量與降雨量的響應(yīng)關(guān)系,于溪流??下游出口處和巖溶泉水出流處修建瑕頂角為60°的H角框。并安裝自動(dòng)監(jiān)測(cè)水位??計(jì)記錄水位的變化,間隔為15min?(如圖5)。按照國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)用水位流量??換算公式計(jì)算其流量,公式如下:??Q=O.8tg0/2V2gH5?口?(2-1)??Q一流量,mVs;?m一流量系數(shù);0—三角懼頂角;g—重力加速度,9.81?m/s???H—虛前水頭,m。??
-7.3〇/〇〇?-7.1〇/〇〇,平均值分另IJ為-53%〇、-7.2〇/〇〇。而溪流水犯和8"0值變化不大,??其值分別在-46%〇?-39%〇和-7.0%。?-5.9%〇范圍內(nèi)波動(dòng),加權(quán)平均值分別為-43%〇,??-6.5%〇?(如圖3-2a)。5D、S"〇表現(xiàn)先略有升高,隨降雨持續(xù),其值持續(xù)下降,??且于最大雨強(qiáng)后再次升高,降雨停止后波動(dòng)減弱趨于穩(wěn)定。而早季表層巖溶泉SD??和Sis〇年平均值分別為-45%。,-6.8%。(憂云鵬等,2011)。分析發(fā)現(xiàn),本次降雨過程??中,溪流水氨氧同位素值變異大,較雨水值略偏正,而接近表層巖溶泉水年平均??值,整體來(lái)看王者之間差異不明顯。降雨開始后,Ca2+和HC03-濃度呈現(xiàn)先持??續(xù)下降后保持穩(wěn)定再下降至最低值(Ca2+和HC03-濃度分別為38mg/L,3.3??mmol/L),其值滯后最大雨強(qiáng)約1?h,隨著雨強(qiáng)的減弱至降雨停止,其濃度逐漸??回復(fù)至雨前水平(圖3-2b)。Ca2+與HC03-濃度兩者之間顯著線性正相關(guān)??(民2=0.8308)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]貴州普定陳旗喀斯特泉的降雨-徑流響應(yīng)特征分析[J]. 鄭雪,陳喜,張志才. 地球與環(huán)境. 2014(02)
[2]Sources and migration path of chemical compositions in a karst groundwater system during rainfall events[J]. YANG PingHeng,YUAN DaoXian,YE XuChun,XIE ShiYou,CHEN XueBin,LIU ZiQi. Chinese Science Bulletin. 2013(20)
[3]基于穩(wěn)定同位素和水化學(xué)成分的西南喀斯特流域徑流劃分[J]. 陳雪蓮,陳喜,張志才,張艷芳,紀(jì)忠華. 地球與環(huán)境. 2013(02)
[4]桂西北喀斯特峰叢洼地降水氫氧穩(wěn)定同位素的季節(jié)變化特征[J]. 胡可,陳洪,聶云鵬,楊靜,王克林. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2013(05)
[5]降雨過程中香溪河流域非點(diǎn)源氮素入庫(kù)特征研究[J]. 陳玲,劉德富,劉清欣,宋林旭,崔玉潔,肖尚斌. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2013(01)
[6]典型喀斯特峰叢洼地降雨特性及淺層地下水埋深變化特征[J]. 楊靜,陳洪松,聶云鵬,王克林. 水土保持學(xué)報(bào). 2012(05)
[7]峰叢洼地巖溶泉流量和水化學(xué)變化過程中地面徑流的作用[J]. 常勇,吳吉春,姜光輝,于奭. 水利學(xué)報(bào). 2012(09)
[8]桂林巖溶區(qū)大氣降水的化學(xué)特征分析[J]. 張紅波,于奭,何師意,劉齊,李幼玲. 中國(guó)巖溶. 2012(03)
[9]沂蒙山區(qū)典型小流域降雨徑流的磷素輸出特征[J]. 于興修,李振煒,劉前進(jìn),井光花. 環(huán)境科學(xué). 2012(08)
[10]桂西北喀斯特峰叢不同土地利用方式坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙特征[J]. 陳洪松,楊靜,傅偉,何菲,王克林. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2012(16)
本文編號(hào):3389667
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