自由水面蒸發(fā)過(guò)程中穩(wěn)定同位素分餾效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)與模擬
發(fā)布時(shí)間:2021-08-30 18:28
蒸發(fā)是水循環(huán)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),也是大氣水汽的源。水體蒸發(fā)過(guò)程中所伴隨的穩(wěn)定同位素分餾,導(dǎo)致了水循環(huán)后續(xù)階段的水體中穩(wěn)定同位素存在較大差異。大氣環(huán)境在影響水體穩(wěn)定同位素分餾過(guò)程的同時(shí),相關(guān)的環(huán)境信息也被記錄在水體同位素中。除蒸發(fā)作用外,不同水體之間的物質(zhì)交換也是引起水體穩(wěn)定同位素變化的另一種方式。通過(guò)開(kāi)展不同控制條件下的蒸發(fā)實(shí)驗(yàn),是了解和認(rèn)識(shí)自由水面蒸發(fā)過(guò)程中穩(wěn)定同位素分餾效應(yīng)的有效手段;結(jié)合相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型模擬不同條件下的水體穩(wěn)定同位素變化,一方面可以檢驗(yàn)不同分餾理論的適用性,另一方面可以定量地解讀水體中穩(wěn)定同位素變化的信息;诖,論文設(shè)計(jì)了三種水文條件下的蒸發(fā)實(shí)驗(yàn),由只受蒸發(fā)分餾影響、到受蒸發(fā)分餾和人為控制的物質(zhì)交換的兩個(gè)器皿實(shí)驗(yàn),最后是自然狀態(tài)下湖泊水穩(wěn)定同位素的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)這三方面來(lái)揭示自由水面蒸發(fā)過(guò)程中穩(wěn)定同位素的分餾效應(yīng)。從兩個(gè)蒸發(fā)器皿中水體蒸發(fā)試驗(yàn),分析了不同控制條件下的蒸發(fā)器皿中剩余水體穩(wěn)定同位素的變化特征及其與氣象因子的關(guān)系;在桃子湖湖水觀測(cè)實(shí)驗(yàn)中,對(duì)長(zhǎng)沙桃子湖湖水穩(wěn)定同位素的變化及其影響因素進(jìn)行了分析;討論了平衡分餾和動(dòng)力分餾下的蒸發(fā)器皿中剩余水體穩(wěn)定同位素的變化;模...
【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)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1研究技術(shù)路線圖??Figure?1-1?Technical?approaches?for?research??
??高、剩余水中穩(wěn)定同位素組分則越低。然而從圖3-2給出的平均溫度與蒸發(fā)器皿??剩余水穩(wěn)定同位素變化速率〃的變化曲線可以看出溫度與變化速率的變化趨勢(shì)??基本保持一致,溫度越高,變化速率越快。從變化的細(xì)節(jié)來(lái)看,在8月27日之??前,器皿A的變化速率與溫度保持著非常一致的變化趨勢(shì),器皿B的變化速率??在無(wú)降水時(shí),也基本與溫度的變化趨勢(shì)相似;但在8月27日發(fā)生大幅度降溫后,??兩蒸發(fā)器皿的變化速率并未出現(xiàn)相應(yīng)的減緩過(guò)程。??35?T?_會(huì)一器皿A?…屬….器皿B?「1??*?S??7/23?7/28?8/2?8/7?8/12?8/17?8/22?8/27?9/1?9/6?9/11??日期??圖3-2蒸發(fā)器皿剩余水穩(wěn)定同位素變化速率S與溫度的變化??Figure?3-2?The?changing?curve?of?the?stable?isotopic?fractionation?velocity?s?in?residual?water?and??temperature??圖3-3給出了剩余水穩(wěn)定同位素變化速率與溫度的散點(diǎn)圖。通過(guò)線性擬合和??回歸分析,得到了?s與溫度之間的回歸方程和相關(guān)系數(shù):??器皿?A:?s=0_037M).72(7=0_28,,2=40)??(3-2)??器皿?B:?s=0.09r-2.57(產(chǎn)0.38,,尸45)??其中器皿A剩余水穩(wěn)定同位素變化速率與溫度之間的相關(guān)系數(shù)通過(guò)了?0.1的信度??檢驗(yàn),器皿B兩者的相關(guān)系數(shù)通過(guò)了?0.01的信度檢驗(yàn)。結(jié)果均表明實(shí)驗(yàn)水體穩(wěn)??定同位素變化速率與溫度的變化呈現(xiàn)一定的正相關(guān)關(guān)系
(a)、(b)分別為蒸發(fā)器皿A、B的實(shí)驗(yàn)結(jié)果??Figure?3-3?Correlations?of?tlie?stable?isotopic?fractionation?velocity?in?residual?water?against??temperature?and?pan?A?(b)?and?B?(c)??3.2.2相對(duì)濕度與蒸發(fā)器皿中剩余水體穩(wěn)定同位素變化的關(guān)系??理論的分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明,蒸發(fā)過(guò)程中<5180對(duì)相對(duì)濕度的變化非常敏??感[36,47]。類似圖3-2,將實(shí)驗(yàn)水體的穩(wěn)定同位素變化速率與對(duì)應(yīng)時(shí)段的平均相對(duì)??濕度繪于圖3-4?梢钥闯,在低相對(duì)濕度下,兩個(gè)蒸發(fā)器皿的變化速率均較快;??當(dāng)相對(duì)濕度明顯增加時(shí),蒸發(fā)器皿變化速率則相應(yīng)的減緩。以器皿A為例,從8??月3日開(kāi)始的増濕過(guò)程中,變化速率逐漸減緩,s的極小值(-0.57%。)緊隨相對(duì)濕??度的極大值(87.07%)出現(xiàn)。??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鄱陽(yáng)湖水體垂向分層狀況調(diào)查研究[J]. 李云良,姚靜,張小琳,張奇. 長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境. 2017(06)
[2]湘江流域岳麓山周邊地區(qū)不同水體中氫氧穩(wěn)定同位素特征及相互關(guān)系[J]. 姚天次,章新平,李廣,黃煌,吳華武,黃一民,張婉君. 自然資源學(xué)報(bào). 2016(07)
[3]湖水氫氧同位素組分的時(shí)間變化特征及影響因子分析[J]. 徐敬爭(zhēng),肖薇,肖啟濤,王偉,溫學(xué)發(fā),胡誠(chéng),劉誠(chéng),劉壽東,李旭輝. 環(huán)境科學(xué). 2016(07)
[4]熱分層效應(yīng)控制的水庫(kù)水體氫氧同位素特征[J]. 蒲俊兵,李建鴻,吳夏,袁道先,張?zhí)? 水科學(xué)進(jìn)展. 2016(04)
[5]典型溫冰川區(qū)湖泊的穩(wěn)定同位素空間分布特征[J]. 史曉宜,蒲燾,何元慶,陸浩,牛賀文,夏敦勝. 環(huán)境科學(xué). 2016(05)
[6]長(zhǎng)沙地區(qū)近地面水汽中氫氧穩(wěn)定同位素的變化特征[J]. 姚天次,章新平,謝宇龍,黃煌,張婉君. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[7]蒸發(fā)過(guò)程中水體穩(wěn)定同位素富集與空氣濕度的關(guān)系[J]. 馬洪云,尹立河,張俊,黃金廷,王曉勇,董佳秋. 地質(zhì)通報(bào). 2015(11)
[8]Evaporative enrichment of stable isotopes(δ18O and δD) in lake water and the relation to lake-level change of Lake Qinghai, Northeast Tibetan Plateau of China[J]. WU Huawu,LI Xiaoyan,LI Jing,JIANG Zhiyun,LI Guangyong,LIU Lei. Journal of Arid Land. 2015(05)
[9]華北平原典型區(qū)水體蒸發(fā)氫氧同位素分餾特征[J]. 馬斌,梁杏,靳孟貴,李靜,牛宏. 水科學(xué)進(jìn)展. 2015(05)
[10]海河流域降水穩(wěn)定同位素的云底二次蒸發(fā)效應(yīng)[J]. 趙詩(shī)坤,龐朔光,文蓉,劉忠方. 地理科學(xué)進(jìn)展. 2015(08)
博士論文
[1]洞庭湖流域水循環(huán)中穩(wěn)定同位素的變化特征及其影響機(jī)制研究[D]. 黃一民.湖南師范大學(xué) 2013
碩士論文
[1]長(zhǎng)沙地區(qū)水體蒸發(fā)中穩(wěn)定同位素分餾的實(shí)驗(yàn)和模擬分析[D]. 黃煌.湖南師范大學(xué) 2015
本文編號(hào):3373284
【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)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1研究技術(shù)路線圖??Figure?1-1?Technical?approaches?for?research??
??高、剩余水中穩(wěn)定同位素組分則越低。然而從圖3-2給出的平均溫度與蒸發(fā)器皿??剩余水穩(wěn)定同位素變化速率〃的變化曲線可以看出溫度與變化速率的變化趨勢(shì)??基本保持一致,溫度越高,變化速率越快。從變化的細(xì)節(jié)來(lái)看,在8月27日之??前,器皿A的變化速率與溫度保持著非常一致的變化趨勢(shì),器皿B的變化速率??在無(wú)降水時(shí),也基本與溫度的變化趨勢(shì)相似;但在8月27日發(fā)生大幅度降溫后,??兩蒸發(fā)器皿的變化速率并未出現(xiàn)相應(yīng)的減緩過(guò)程。??35?T?_會(huì)一器皿A?…屬….器皿B?「1??*?S??7/23?7/28?8/2?8/7?8/12?8/17?8/22?8/27?9/1?9/6?9/11??日期??圖3-2蒸發(fā)器皿剩余水穩(wěn)定同位素變化速率S與溫度的變化??Figure?3-2?The?changing?curve?of?the?stable?isotopic?fractionation?velocity?s?in?residual?water?and??temperature??圖3-3給出了剩余水穩(wěn)定同位素變化速率與溫度的散點(diǎn)圖。通過(guò)線性擬合和??回歸分析,得到了?s與溫度之間的回歸方程和相關(guān)系數(shù):??器皿?A:?s=0_037M).72(7=0_28,,2=40)??(3-2)??器皿?B:?s=0.09r-2.57(產(chǎn)0.38,,尸45)??其中器皿A剩余水穩(wěn)定同位素變化速率與溫度之間的相關(guān)系數(shù)通過(guò)了?0.1的信度??檢驗(yàn),器皿B兩者的相關(guān)系數(shù)通過(guò)了?0.01的信度檢驗(yàn)。結(jié)果均表明實(shí)驗(yàn)水體穩(wěn)??定同位素變化速率與溫度的變化呈現(xiàn)一定的正相關(guān)關(guān)系
(a)、(b)分別為蒸發(fā)器皿A、B的實(shí)驗(yàn)結(jié)果??Figure?3-3?Correlations?of?tlie?stable?isotopic?fractionation?velocity?in?residual?water?against??temperature?and?pan?A?(b)?and?B?(c)??3.2.2相對(duì)濕度與蒸發(fā)器皿中剩余水體穩(wěn)定同位素變化的關(guān)系??理論的分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明,蒸發(fā)過(guò)程中<5180對(duì)相對(duì)濕度的變化非常敏??感[36,47]。類似圖3-2,將實(shí)驗(yàn)水體的穩(wěn)定同位素變化速率與對(duì)應(yīng)時(shí)段的平均相對(duì)??濕度繪于圖3-4?梢钥闯,在低相對(duì)濕度下,兩個(gè)蒸發(fā)器皿的變化速率均較快;??當(dāng)相對(duì)濕度明顯增加時(shí),蒸發(fā)器皿變化速率則相應(yīng)的減緩。以器皿A為例,從8??月3日開(kāi)始的増濕過(guò)程中,變化速率逐漸減緩,s的極小值(-0.57%。)緊隨相對(duì)濕??度的極大值(87.07%)出現(xiàn)。??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鄱陽(yáng)湖水體垂向分層狀況調(diào)查研究[J]. 李云良,姚靜,張小琳,張奇. 長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境. 2017(06)
[2]湘江流域岳麓山周邊地區(qū)不同水體中氫氧穩(wěn)定同位素特征及相互關(guān)系[J]. 姚天次,章新平,李廣,黃煌,吳華武,黃一民,張婉君. 自然資源學(xué)報(bào). 2016(07)
[3]湖水氫氧同位素組分的時(shí)間變化特征及影響因子分析[J]. 徐敬爭(zhēng),肖薇,肖啟濤,王偉,溫學(xué)發(fā),胡誠(chéng),劉誠(chéng),劉壽東,李旭輝. 環(huán)境科學(xué). 2016(07)
[4]熱分層效應(yīng)控制的水庫(kù)水體氫氧同位素特征[J]. 蒲俊兵,李建鴻,吳夏,袁道先,張?zhí)? 水科學(xué)進(jìn)展. 2016(04)
[5]典型溫冰川區(qū)湖泊的穩(wěn)定同位素空間分布特征[J]. 史曉宜,蒲燾,何元慶,陸浩,牛賀文,夏敦勝. 環(huán)境科學(xué). 2016(05)
[6]長(zhǎng)沙地區(qū)近地面水汽中氫氧穩(wěn)定同位素的變化特征[J]. 姚天次,章新平,謝宇龍,黃煌,張婉君. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[7]蒸發(fā)過(guò)程中水體穩(wěn)定同位素富集與空氣濕度的關(guān)系[J]. 馬洪云,尹立河,張俊,黃金廷,王曉勇,董佳秋. 地質(zhì)通報(bào). 2015(11)
[8]Evaporative enrichment of stable isotopes(δ18O and δD) in lake water and the relation to lake-level change of Lake Qinghai, Northeast Tibetan Plateau of China[J]. WU Huawu,LI Xiaoyan,LI Jing,JIANG Zhiyun,LI Guangyong,LIU Lei. Journal of Arid Land. 2015(05)
[9]華北平原典型區(qū)水體蒸發(fā)氫氧同位素分餾特征[J]. 馬斌,梁杏,靳孟貴,李靜,牛宏. 水科學(xué)進(jìn)展. 2015(05)
[10]海河流域降水穩(wěn)定同位素的云底二次蒸發(fā)效應(yīng)[J]. 趙詩(shī)坤,龐朔光,文蓉,劉忠方. 地理科學(xué)進(jìn)展. 2015(08)
博士論文
[1]洞庭湖流域水循環(huán)中穩(wěn)定同位素的變化特征及其影響機(jī)制研究[D]. 黃一民.湖南師范大學(xué) 2013
碩士論文
[1]長(zhǎng)沙地區(qū)水體蒸發(fā)中穩(wěn)定同位素分餾的實(shí)驗(yàn)和模擬分析[D]. 黃煌.湖南師范大學(xué) 2015
本文編號(hào):3373284
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