抗得弄舍地區(qū)水文地質(zhì)特征與環(huán)境同位素研究

孟琛琛

（遼寧省冶金地質(zhì)勘查研究院有限責(zé)任公司，遼寧 鞍山 114000）

抗得弄舍地區(qū)位于青海省瑪多縣花石峽鎮(zhèn)北部約60km 處，地處青藏高原腹地，屬高海拔丘陵平原地貌，地勢(shì)北高南低，平均海拔4400m，屬江河源區(qū)，氣候?qū)俑吆菰敫珊禋夂颉６嗄昶骄鶜鉁兀?.22℃，多年凍土層厚度約17.6m，多年平均降水量303.42mm，多年平均蒸發(fā)度1372.0mm，研究區(qū)河流主要有拉馬托洛胡河流和抗得弄舍河流[1]。

1 水文地質(zhì)概況

1.1 地下水分布及特征

抗得弄舍處于內(nèi)陸水系水文地質(zhì)單元之內(nèi)，屬柴達(dá)木河流域，地處高海拔丘陵山區(qū)，地形相對(duì)平緩，為地下水的補(bǔ)給及徑流區(qū)。區(qū)內(nèi)第四系覆蓋面積小且厚度薄，地下水以凍結(jié)層水為主。按地下水水力特征、賦存條件及水理性質(zhì)將凍結(jié)層水劃分為松散巖類(lèi)凍結(jié)層水、基巖類(lèi)凍結(jié)層水[2]。

松散巖類(lèi)凍結(jié)層水主要分布在區(qū)內(nèi)的山前傾斜平原、河谷兩岸及山體坡麓地帶等第四系地層中，其中河谷區(qū)地層巖石為砂卵礫石，結(jié)構(gòu)松散，磨圓度較好，孔隙度大，且連通性好，有利于地下水的賦存，形成水量相對(duì)較為豐富的凍結(jié)層水，單位涌水量0.1L/s·m ～1.0L/s·m，富水性中等；山前傾斜沖洪積平原區(qū)，厚度較薄，最上面有腐殖質(zhì)層，層內(nèi)夾有砂、粉砂質(zhì)薄層透鏡體，少量亞砂土，地層中帶有一定含量的泥質(zhì)，地下水滲透能力較差，單位涌水量＜0.1L/s·m，單泉流量一般＜1L/s，屬弱富水性；山體坡麓地帶的殘坡積碎石含水層，巖性以黃色泥質(zhì)碎石為主，結(jié)構(gòu)松散，碎石棱角分明，地下水受大氣降水補(bǔ)給，交替積極，往往經(jīng)過(guò)短暫的徑流即泄出地表，單泉流量一般＜1L/s，富水性微弱。

基巖類(lèi)凍結(jié)層水可劃分為基巖類(lèi)凍結(jié)層上水和基巖類(lèi)凍結(jié)層下水，其中基巖類(lèi)凍結(jié)層上水分布于基巖風(fēng)化帶中，埋藏于季節(jié)性融化層之中，近地表巖石寒凍風(fēng)化作用相對(duì)強(qiáng)烈，使巖石破碎、裂隙發(fā)育，這些構(gòu)造裂隙、風(fēng)化裂隙是凍結(jié)層上水的賦存空間，但山區(qū)地形坡度大，切割強(qiáng)烈，有利于地表徑流，不利于地下儲(chǔ)存，導(dǎo)致該區(qū)凍結(jié)層上水水量貧乏，富水性弱，基巖類(lèi)凍結(jié)層下水，埋藏在多年凍土層之下，水位穩(wěn)定，相態(tài)固定，埋藏深度受凍土層的控制，富水性較基巖類(lèi)凍結(jié)層上水稍好。

1.2 地下水補(bǔ)徑排條件

受多年凍土影響，形成相對(duì)隔水層，導(dǎo)致區(qū)內(nèi)地下水與地表水體聯(lián)系不密切，徑流相對(duì)緩慢。松散巖類(lèi)凍結(jié)層水受季節(jié)性融化層制約，總體上表現(xiàn)為含水層厚度薄，埋藏淺，主要依賴大氣降水和冰雪融水的入滲補(bǔ)給。下部基巖類(lèi)凍結(jié)層水通過(guò)構(gòu)造融區(qū)獲得上部?jī)鼋Y(jié)層水及區(qū)域地下徑流補(bǔ)給，經(jīng)導(dǎo)水?dāng)嗔延筛呦虻瓦\(yùn)移，在地形低洼處常匯集成凍土沼澤，以陸面蒸發(fā)和植物蒸騰排泄，部分地下水在溝腦或陡坎下以泉的形式排泄[3]。

2 地下水水化學(xué)特征

抗得弄舍地區(qū)地下水自補(bǔ)給區(qū)至排泄區(qū)呈現(xiàn)明顯的水文地球化學(xué)分帶特征。北側(cè)地勢(shì)較高地區(qū)地下水pH值介于8.01 ～8.32之間，礦化度介于0.85g／L ～1.3g／L，水化學(xué)類(lèi)型為SO4-HCO3-Ca-Na型,該區(qū)域內(nèi)地下水中F-含量在0.02mg／L ～0.42mg／L，屬于低氟水分布區(qū)。隨著地下水向地勢(shì)較低處遷移，地下水位抬升，蒸發(fā)作用增強(qiáng)，地下水礦化度升高，一般在1.3g／L ～1.7g／L之間，地下水化學(xué)類(lèi)型由SO4-HCO3-Ca-Na型過(guò)渡到SO4-HCO3-C1-Na·Mg型水。F-含量為0.15mg／L～0.83mg／L，屬于中氟水分布區(qū)。

3 環(huán)境同位素特征

研究區(qū)內(nèi)地表水及地下水歸根結(jié)底來(lái)源于大氣降水，因而了解大氣降水的同位素組成，對(duì)于了解地表水和地下水的同位素組成至關(guān)重要。本次研究工作共完成同位素檢測(cè)樣16 件，其中地表水12 件，地下水4 件，取樣位置見(jiàn)圖1。

圖1 研究區(qū)同位素取樣位置圖

3.1 大氣降水同位素特征

綜合考慮工作區(qū)地理位置、氣候分區(qū)、地形地貌等因素，選擇收集格爾木河流域環(huán)境同位素相關(guān)資料中的大氣降水雨水線方程作為該地區(qū)的雨水線方程。雨水線方程為：δD=6.98δ18O+9.6（r=0.98）。

該降水方程斜率小于Craig 全球（δD=8δ18O+10）和我國(guó)雨水線（δD=7.9δ18O+8.2）方程斜率，而截距介于兩者之間，主要受該地區(qū)氣候特點(diǎn)和地理位置影響，這也反映了區(qū)內(nèi)氣候干旱、蒸發(fā)強(qiáng)烈的特點(diǎn)。

圖2 研究區(qū)水樣δD ～δ180 關(guān)系圖

3.2 地下水同位素特征

據(jù)以往大量研究成果表明許多大型區(qū)域含水層系統(tǒng)中地下水的δD 和δ18O 同位素含量基本落在當(dāng)?shù)卮髿饨邓€附近，其值比現(xiàn)代大氣降雨的同位素含量要低，且隨地下水埋深（年齡）增加而降低。

表1 研究區(qū)同位素檢測(cè)成果表

研究區(qū)地下水δD 值為-82‰～-90‰，均值-86.25‰，δ18O 值為-10.7‰～-12.5‰,均值-11.7‰，分析結(jié)果數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，由圖2可知研究區(qū)地下水偏離當(dāng)?shù)卮髿饨邓€，位于降水線下方，由此表明研究區(qū)大氣降水對(duì)深層地下水補(bǔ)給甚少，推斷其主要補(bǔ)給源主要為區(qū)域地下水徑流補(bǔ)給。同時(shí)地表水δD 值為-57‰～-74‰，均值-69.17‰，δ18O 值為-7.2‰～-10.6‰，均值-9.62‰，通過(guò)對(duì)比進(jìn)一步證明研究區(qū)深層地下水與地表水的聯(lián)系不密切[4,5]。

4 結(jié)語(yǔ)

環(huán)境同位素分析技術(shù)已成為現(xiàn)代水文地質(zhì)學(xué)的研究方法之一，并已經(jīng)大量成功地應(yīng)用于地下水循環(huán)演化規(guī)律研究.應(yīng)用環(huán)境同位素在確定地下水來(lái)源及組成究地下水補(bǔ)徑排條件，揭示含水層之間的水力聯(lián)系和地表水與地下水的相互作用。通過(guò)對(duì)研究區(qū)地下水環(huán)境同位素特征分析，結(jié)果表明抗得弄舍地區(qū)深層地下水與地表水聯(lián)系不密切，推測(cè)其主要補(bǔ)給源為區(qū)域地下水徑流補(bǔ)給。