吴灵地区地下水同位素特征及可更新能力研究

耿新新　陈立　黄正国　朱谱成　马琳娜

摘要：为研究吴灵地区地下水同位素特征及更新能力，利用氢氧稳定同位素确定了研究区不同区域地下水的补给特点，并利用放射性同位素3H的计时作用，结合全混模型，分别计算平原区及台地区的地下水年更新速率。结果表明：大部分平原区潜水更新速率小于0.1%/a，地下水开采量较大的地区为10.1%～10.5%/a；台地区的潜水更新速率整体上为1.8%～3.1%/a。总体上研究区承压水更新速率小于0.1%/a，地下水开采量大的区域更新速率可达2.2%/a。

关键词：地下水；同位素；更新速率；吴灵地区

吴灵地区位于我国西北干旱地区，大气降水稀少、蒸发强烈，地表径流稀少，生态平衡非常脆弱。地下水资源是该地区工业、农业及居民生活用水的重要水源，对灌区的生态环境更是起到了至关重要的作用。地下水作为研究区内水循环过程中的重要环节，其不断与外部环境发生水量交换，交换速度决定了水资源量的丰富程度，因此有必要分析该地区地下水更新能力。同位素方法已被广泛应用于地下水补给来源、年龄及更新能力等特征的分析与计算中，国外学者Le Gal La Salle c等曾利用同位素方法对尼日尔某盆地潜水含水层更新过程进行调查，国内学者张光辉等、陈宗宇等、万玉玉等、崔亞莉等利用14C与3H作为示踪剂，分别计算了黑河流域各盆地、太行山山前平原、鄂尔多斯盆地及诺木洪冲洪积扇的地下水更新速率。笔者分析研究区内不同区域地下水补给特征，利用放射性同位素3H的计时作用，结合全混模型分别计算不同区域的地下水更新速率。

1研究区概况及样品采集

1.1研究区概况

研究区地处银川冲积平原东部与鄂尔多斯台地西缘交界处，包含吴忠市及灵武市两个行政区域，地貌类型可划分为平原区和台地区，人工灌渠主要有秦渠、汉渠、东干渠，人工灌渠均分布在平原区，天然河流有山水沟及清水沟。

区内主要含水层为第四系含水层，包含潜水和承压水。第四系潜水含水层分布于更新统上部，在研究区分布范围较广，含水层厚度9～40 m，平均厚度为23 m，大致以郝家桥为界，向南、北逐渐增加，补给来源主要为灌溉水，排泄方式以人工开采及向黄河泄流为主；第四系承压水含水层分布于更新统下部，含水层顶板埋深60-150 m，含水层平均厚度约40 m，自东南向西北厚度递增，补给来源为上覆潜水，排泄方式为侧向径流、越流补给相邻含水层和人工开采。