嫩江流域河間地塊地下水和地表水補(bǔ)給關(guān)系研究

摘要：地下水和地表水的補(bǔ)給關(guān)系研究，是水資源管理、保護(hù)以及合理利用的基礎(chǔ)。通過野外測(cè)繪、取樣、室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)試以及數(shù)值模擬方法，分析了嫩江流域典型河間地塊地下水和地表水的氫氧同位素、水化學(xué)特征以及地表水和地下水的補(bǔ)給關(guān)系。結(jié)果表明：地下水與地表水同位素均因蒸發(fā)分餾影響導(dǎo)致同位素富集，淺層地下水富集程度大于深層地下水，地下水富集程度大于地表水；水體中陰離子以HCO-3為主，陽離子以Ca2+、K+和Na+為主，水化學(xué)類型主要以Na·Ca-HCO3型或Ca·Na-HCO3型為主；水體中Ca2+與HCO-3主要來源于研究區(qū)氣液變質(zhì)成因的碳酸鹽化巖類的風(fēng)化/溶解，K+、Na+主要來源于長(zhǎng)石類礦物的風(fēng)化/溶解；地下水與地表水存在相互補(bǔ)給關(guān)系，地表水主要通過斷裂通道向地下水進(jìn)行補(bǔ)給，地下水通過徑流補(bǔ)給至周邊地表河流。研究結(jié)果可為嫩江流域的生態(tài)建設(shè)和水資源管理提供科學(xué)依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

關(guān) 鍵 詞：地下水； 地表水； 補(bǔ)給關(guān)系； 氫氧同位素； 水化學(xué)特征； 嫩江

中圖法分類號(hào)： X523

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.09.013

0 引 言

嫩江流域位于東北松嫩平原的農(nóng)牧交錯(cuò)帶，是中國(guó)重要的農(nóng)牧業(yè)、工業(yè)及能源生產(chǎn)基地。開展當(dāng)?shù)厮Y源補(bǔ)給關(guān)系研究對(duì)水資源合理開發(fā)利用、保障城市供水具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

同位素和水化學(xué)作為地下水和地表水重要組成部分，是良好的環(huán)境示蹤劑，可較為準(zhǔn)確地指示地下水和地表水補(bǔ)給關(guān)系。水體中的主要離子以及氫氧穩(wěn)定同位素具有相對(duì)穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，可以反映水體在水循環(huán)過程中與周圍環(huán)境的相互作用，對(duì)地表水的水循環(huán)過程具有指示作用［1-4］。水體在循環(huán)過程中存在同位素分餾現(xiàn)象，使得不同水體間或者受不同因素影響的水體間，同位素含量存在顯著差別，可通過同位素含量分布，分析出不同類型水之間的水力聯(lián)系［5-6］。同時(shí)，地下水的水化學(xué)特征是地質(zhì)作用、水動(dòng)力條件和人類活動(dòng)等長(zhǎng)期綜合作用的產(chǎn)物，有助于反演區(qū)域水文地質(zhì)歷史［7-9］。常通過Piper三線圖、Gibbs圖、離子比例關(guān)系圖、成分散點(diǎn)圖和水文地球化學(xué)模擬等分析方法獲取各離子含量、分析水化學(xué)組分的主控因素及水化學(xué)類型，進(jìn)而明確離子來源與水文地質(zhì)特征［10-16］?？紤]到水體中的水化學(xué)組分往往受到水文地球化學(xué)、水-巖相互作用等因素影響，存在很大不確定性，故采用同位素和水化學(xué)相結(jié)合的方法，互為印證，可提高水循環(huán)關(guān)系研究結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。基于此，部分學(xué)者已成功采用同位素和水化學(xué)相結(jié)合的方法探究了地表水與地下水的相互作用關(guān)系［17-19］。

本文通過野外考察和室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)試，分析了嫩江流域典型河間地塊地表水和地下水的氫氧同位素以及水化學(xué)特征。同時(shí)，結(jié)合水文地質(zhì)調(diào)查成果和區(qū)域地質(zhì)資料，采用數(shù)值模擬方法，進(jìn)一步研究了地表水和地下水的相互補(bǔ)給關(guān)系，以期為流域的生態(tài)建設(shè)及流域生態(tài)水文過程作用機(jī)制的深入研究提供科學(xué)依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)地處大興安嶺山脈北部東坡，屬嫩江一級(jí)支流G河流域，其西側(cè)為G河主河，東側(cè)為G河一級(jí)支流E河，南側(cè)為G河與E河交匯地帶。冬季嚴(yán)寒而漫長(zhǎng)，夏季短暫而炎熱，年平均氣溫-1.2 ℃，凍結(jié)期及冰雪覆蓋期6～7個(gè)月，年降水主要集中在6～9月份，年蒸發(fā)量大于年降水量，屬寒溫帶嚴(yán)寒大陸性氣候區(qū)的濕度不足帶。

研究區(qū)植被發(fā)育，山體近南北走向，區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)位于中部丘頂，高程為557.2 m，坡頂及坡面基本上為殘坡積物覆蓋，在河流漫灘分布沖洪積物。基巖為二疊紀(jì)侵入的二長(zhǎng)花崗巖，穿插有閃長(zhǎng)玢巖和花崗斑巖巖脈，地下水主要為松散巖類孔隙潛水及基巖裂隙水。

2 樣本采集與分析方法

2.1 樣本采集

2021年9月，采集研究區(qū)地表河流G河水樣3個(gè)（編號(hào)G3、G2、G1）、E河水樣2個(gè)（編號(hào)E1、E2）以及地下水水樣7個(gè)（編號(hào)D1～D7），其中D1取樣深度11.0 m、D2取樣深度9.0 m、D3取樣深度1.3 m、D4取樣深度18.0 m、D5取樣深度33.0 m、D6取樣深度5.5 m、D7取樣深度32.0 m，采樣分布點(diǎn)如圖1所示。水樣采集與保存/運(yùn)輸參照SL187-1996《水質(zhì)采樣技術(shù)規(guī)程》、HJ493-2009《水質(zhì)采樣樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定》等規(guī)程、規(guī)范要求。

2.2 測(cè)試方法

水樣中的氫氧同位素測(cè)試采用穩(wěn)定同位素比質(zhì)譜聯(lián)用儀Flash HT-IRMS進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得的氫氧穩(wěn)定同位素含量為維也納標(biāo)準(zhǔn)平均大洋水（VSMOW）的千分偏差，計(jì)算公式為

δ=Rsample-RstandardRstandard×1000‰

（1）

式中：Rsample和Rstandard分別為采集水樣和標(biāo)準(zhǔn)樣品的D或18O的同位素比率（D/1H或18O/16O），其中δD和δ18O的測(cè)定精度分別為2‰和0.2‰。

水化學(xué)中溶解性總固體（TDS）采用重量法（105 ℃烘干）測(cè)定，試驗(yàn)儀器及型號(hào)為ALC210.4，檢出限為0.01 mg/L；CO32-、HCO-3、Cl-、Mg2+、Ca2+采用滴定法測(cè)定，其中CO32-、HCO-3檢出限為0.1 mg/L，Cl-、Mg2+、Ca2+檢出限為0.01 mg/L；K+、Na+采用火焰原子吸收分光光度法測(cè)定，試驗(yàn)儀器及型號(hào)為原子吸收分光光度計(jì)AA-S2 System，檢出限分別為0.05 mg/L和0.01 mg/L；SO42-采用鉻酸鋇分光光度法測(cè)定，試驗(yàn)儀器及型號(hào)為可見分光光度計(jì)755B，檢出限為0.01 mg/L。

2.3 模擬方法

本模擬根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)條件，東西側(cè)邊界分別至E河與G河，設(shè)定為河流邊界；南部和北部無特殊地貌，設(shè)定為諾依曼邊界；最終劃定的模型范圍約為6 km×8 km，并建立如圖2所示的地質(zhì)三維數(shù)值模型。水文地質(zhì)參數(shù)依據(jù)注水試驗(yàn)、抽水試驗(yàn)、壓水試驗(yàn)成果，具體取值如表1所列。

為分析地下水和地表水的補(bǔ)給關(guān)系，基于地理信息系統(tǒng)，利用MODFLOW、RIVER、MT3DMS程序包來研究補(bǔ)給情況。該耦合模型根據(jù)式（2）描述了非穩(wěn)定流條件下各向異性恒定密度多孔介質(zhì)中的地下水流動(dòng)，如下所示：

SsHt=xKxHx+yKyHy+zKzHz-W

x，y，z∈Ω，t≥0

Qriv=Criv（Hriv-hi，j，k） hi，j，k＞Rbot

Qriv=Criv（Hriv-Rbot） hi，j，k≤Rbot

Criv=KLWM

θCkt=xiθDijCkxj-xiθviCk+qsCks+Rn

（2）

式中：Kx，Ky和Kz分別是滲透系數(shù)沿x、y 和z方向的分量；H為地下水水位；W為單位含水層的源匯項(xiàng)；SS 為多孔介質(zhì)的儲(chǔ)水系數(shù)；Qriv為河流與含水層之間的流量交換；Criv為河床的滲透系數(shù)；hi，j，k為對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)單元下含水層的水頭；Hriv是河流的水位；Rbot是河床底部的標(biāo)高；Ck 是k組分的溶解相濃度；θ為地層介質(zhì)的孔隙度；t為時(shí)間；x i是沿直角坐標(biāo)系軸向的距離；D ij 是水動(dòng)力彌散系數(shù)張量；vi是孔隙水平均實(shí)際流速；qs是單位體積含水層流量，它代表源和匯；Cks為源或匯水流中k組分的濃度；Rn為化學(xué)反應(yīng)項(xiàng)。

3 氫氧同位素與水化學(xué)特征

3.1 氫氧同位素特征

距研究區(qū)最近的GNIP降水穩(wěn)定同位素監(jiān)測(cè)站點(diǎn)為齊齊哈爾站點(diǎn)（47.38°N，123.92°E，147 m），二者之間無高大山脈阻擋，且降水主要來源相近［20］，因此可用齊齊哈爾站點(diǎn)的大氣降水線方程來表征研究區(qū)［21］。研究區(qū)不同水體氫氧穩(wěn)定同位素測(cè)試成果繪制δD～δ18O關(guān)系圖如圖3所示。根據(jù)測(cè)試結(jié)果可知，研究區(qū)地下水δD變化范圍為-96.479‰～-89.190‰，δ18O變化范圍為-14.393‰～-12.935‰；地表水δD變化范圍為-102.086‰～-91.333‰，δ18O變化范圍為-14.339‰～-12.739‰。整體看來，地下水與地表水同位素變化范圍基本一致，地下水與地表水水力聯(lián)系強(qiáng)。同時(shí)研究區(qū)不同水體δD-δ18O關(guān)系均偏離大氣降水線（LMWL），說明無論是地下水還是地表水均在一定程度上受到蒸發(fā)分餾的影響［22］，且淺層地下水氫氧同位素富集程度大于深層地下水，地下水氫氧同位素富集程度大于地表水。進(jìn)一步對(duì)比發(fā)現(xiàn)，E河與淺層地下水水力聯(lián)系密切，G河與深層地下水水力聯(lián)系密切。

3.2 水化學(xué)特征

研究區(qū)不同水體水化學(xué)Piper三線圖如圖4所示。由圖4可知：從離子含量來看，優(yōu)勢(shì)陰離子為HCO-3，其次為Cl-，SO42-最為貧乏；優(yōu)勢(shì)陽離子為Ca2+、K+和Na+離子，Mg2+相對(duì)貧乏。地下水水化學(xué)類型主要為Na·Ca-HCO3，地表水水化學(xué)類型主要為Ca·Na-HCO3。河流水體離子的來源主要包括巖石和礦物的風(fēng)化、大氣的干濕沉降以及人類活動(dòng)等［23］。

研究區(qū)水體優(yōu)勢(shì)離子Ca2+與HCO-3濃度存在較好的相關(guān)性，如圖5所示，這表明研究區(qū)水化學(xué)成分受碳酸鹽礦物風(fēng)化/溶解影響較大。同時(shí)經(jīng)野外地質(zhì)測(cè)繪及薄片鑒定，研究區(qū)節(jié)理裂隙等導(dǎo)水構(gòu)造中多夾氣液變質(zhì)成因的脈狀碳酸鹽化巖類，如圖6所示，這進(jìn)一步驗(yàn)證了Ca2+與HCO-3高相關(guān)性的結(jié)論。而K+、Na+的成因，應(yīng)與研究區(qū)基巖二長(zhǎng)花崗巖中長(zhǎng)石類礦物的風(fēng)化/溶解相關(guān)，二長(zhǎng)花崗巖的主要組成礦物為斜長(zhǎng)石（30%～50%）、鉀長(zhǎng)石（30%～40%）、石英（25%～28%左右）及少量黑云母（＜5%）。

此外，從化學(xué)性質(zhì)相對(duì)保守的Cl-來看［24］，各類水體中的Cl-濃度變化不大，且在地下水及地表水中均表現(xiàn)出了與TDS一致的變化規(guī)律，進(jìn)一步證明地下水與地表水體水力聯(lián)系密切。

經(jīng)氫氧同位素及水化學(xué)特征分析，研究區(qū)地表水與地下水之間水力聯(lián)系密切。從研究區(qū)井、泉以及地表水高程等水文地質(zhì)調(diào)查成果分析，地下水流場(chǎng)如圖7所示，此結(jié)果表現(xiàn)出地下水補(bǔ)給地表水。

若按照上述補(bǔ)給關(guān)系，下游側(cè)地表水應(yīng)為上游地表水和地下水的混合補(bǔ)給。依據(jù)同位素質(zhì)量守恒原理，下游地表水同位素含量應(yīng)介于上游和地下水之間，但實(shí)際同位素測(cè)試成果并不支持這一結(jié)論。再者，從Cl-以及同位素含量分析，Cl-毫克當(dāng)量百分?jǐn)?shù)多在10%～30%水平，地下水δ18O平均值為-13.77‰，地表水δ18O平均值為-13.79‰，二者基本相當(dāng)，推測(cè)存在相互補(bǔ)給的關(guān)系，只是后期因蒸發(fā)分餾及水巖作用影響，出現(xiàn)微弱差異，即地下水在補(bǔ)給地表水的同時(shí)，也存在地表水通過其他通道補(bǔ)給地下水的情況。通過查閱區(qū)域地質(zhì)資料及現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)測(cè)繪，G河與E河兩岸均分布斷層三角面地貌，說明兩河流處均分布有斷層，且區(qū)域內(nèi)NE向及NW向斷層多為張性，是導(dǎo)水構(gòu)造。因此，推測(cè)G河與E河也通過兩處地下斷裂通道向地下水進(jìn)行補(bǔ)給。

4 數(shù)值模擬結(jié)果與分析

基于構(gòu)建的地質(zhì)三維數(shù)值模型，開展地下水流模擬，從而分析地下水與地表水的補(bǔ)給關(guān)系。采用參數(shù)自動(dòng)校準(zhǔn)與手動(dòng)試錯(cuò)法相結(jié)合驗(yàn)證模型的一致性，根據(jù)研究區(qū)連續(xù)24個(gè)月（2020年10月至2022年10月）的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來評(píng)估模型的精度。圖8（a）為穩(wěn)態(tài)校準(zhǔn)的結(jié)果，圖8（b）為非穩(wěn)態(tài)的校準(zhǔn)結(jié)果，結(jié)果表明模型水位的計(jì)算值和測(cè)量值較為吻合。因此，該模型具有較好的精確度。

基于校準(zhǔn)后的模型開展數(shù)值模擬，其結(jié)果如圖9、10所示。如圖9所示，模擬結(jié)果顯示研究區(qū)南側(cè)表現(xiàn)為地下水補(bǔ)給地表水，北側(cè)則表現(xiàn)出G河和E河補(bǔ)給地下水趨勢(shì)；近岸點(diǎn)以及斷層處與地下水的水力聯(lián)系較強(qiáng)，而遠(yuǎn)岸點(diǎn)與地下水的水力聯(lián)系較弱，無明顯交換。此外，E河附近水力梯度雖相對(duì)較高，但斷層規(guī)模小，地下水交換多發(fā)生在淺層；G河附近水力梯度雖相對(duì)較小，但斷層規(guī)模大，交換多發(fā)生在深層。這一結(jié)果與3.1中氫氧同位素分析結(jié)果一致，即E河與淺層地下水水力聯(lián)系密切，G河與深層地下水水力聯(lián)系密切。

如圖10所示，溶質(zhì)運(yùn)移結(jié)果顯示研究區(qū)南北兩側(cè)均表現(xiàn)出距河流近處濃度變化大，距河流遠(yuǎn)處濃度變化幅度相對(duì)較小的趨勢(shì)。研究區(qū)南側(cè)，距河流近處濃度表現(xiàn)出快速上升的趨勢(shì)，而遠(yuǎn)離河流濃度則表現(xiàn)出不斷下降的趨勢(shì)，表明南側(cè)河流接受地下水的不斷補(bǔ)給，導(dǎo)致溶質(zhì)差異化上升；研究區(qū)北側(cè)，盡管遠(yuǎn)離河流和靠近河流濃度都呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，但靠近河流處的濃度下降速度更快，斜率更大，表明靠近河流位置除自身稀釋外，還在水動(dòng)力的作用下向地下水進(jìn)行了補(bǔ)給（這與同位素和水化學(xué)分析推斷一致），導(dǎo)致河流附近濃度快速下降，進(jìn)一步揭示了研究區(qū)地下水和地表水存在相互補(bǔ)給關(guān)系。圖10顯示出研究區(qū)內(nèi)TDS濃度在東側(cè)E河變化比G河濃度變化大，其原因?yàn)椋簴|側(cè)地勢(shì)變化較大，壓力梯度較大，從而導(dǎo)致濃度變化相對(duì)較大；從具體環(huán)境來看，E河側(cè)存在大量種植土地，人類活動(dòng)較為頻繁，從而導(dǎo)致濃度變化較大；而G河為水源保護(hù)河，受人類活動(dòng)影響較小。

5 結(jié) 論

本文通過野外測(cè)繪、室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)試以及數(shù)值模擬等方法，研究了嫩江流域某河間地塊地下水和地表水的氫氧同位素、水化學(xué)特征及其補(bǔ)給關(guān)系，得出以下結(jié)論：

（1）地下水與地表水同位素變化范圍基本一致，且均在一定程度上受到蒸發(fā)分餾的影響，導(dǎo)致同位素富集，淺層地下水富集程度大于深層地下水，地下水富集程度大于地表水。

（2）地下水及地表水中陰離子以HCO-3為主，陽離子以Ca2+、K+和Na+為主，水化學(xué)類型主要以Na·Ca-HCO3型或Ca·Na-HCO3型為主。其中，Ca2+與HCO-3主要來源于氣液變質(zhì)成因的碳酸鹽化巖類的風(fēng)化/溶解，K+、Na+主要來源于長(zhǎng)石類礦物的風(fēng)化/溶解。

（3）研究區(qū)地下水在補(bǔ)給地表水的同時(shí)，也存在地表水通過地下斷裂通道補(bǔ)給地下水的情況，且近岸點(diǎn)以及斷層處地表水與地下水的水力聯(lián)系較強(qiáng)，遠(yuǎn)岸點(diǎn)與地下水的水力聯(lián)系較弱。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 張兵，宋獻(xiàn)方，張應(yīng)華，等.三江平原地表水與地下水氫氧同位素和水化學(xué)特征［J］.水文，2014，34（2）：38-43.

［2］ 汪敬忠，吳敬祿，曾海鰲，等.內(nèi)蒙古河套平原水體同位素及水化學(xué)特征［J］.地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào)，2013，35（4）：104-112.

［3］ 陶蕓，陳鎖忠，都娥娥.基于同位素與水化學(xué)分析法的地下水補(bǔ)徑排研究：以蘇錫常地區(qū)淺層地下水為例［J］.水文，2011，31（3）：76-81.

［4］ 宋獻(xiàn)方，李發(fā)東，于靜潔，等.基于氫氧同位素與水化學(xué)的潮白河流域地下水水循環(huán)特征［J］.地理研究，2007，26（1）：11-21.

［5］ 王新娟，許苗娟，韓旭，等.基于同位素和水化學(xué)的北京平谷盆地地下水循環(huán)研究［J］.西北地質(zhì)，2023，56（5）：127-139.

［6］ 李瀛，楊余輝.伊犁喀什河流域豐水期氫氧穩(wěn)定同位素及水化學(xué)特征［J］.山地學(xué)報(bào)，2023，41（6）：811-823.

［7］ 劉靖宇，王浪，卜麗娟，等.荒漠綠洲過渡帶地下水氫氧穩(wěn)定同位素、水化學(xué)特征及演化機(jī)理研究［J］.干旱區(qū)資源與環(huán)境，2023，37（12）：92-102.

［8］ QU S，DUAN L M，SHI Z M，et al.Hydrochemical assessments and driving forces of groundwater quality and potential health risks of sulfate in a coalfield，northern Ordos Basin，China［J］.Science of the Total Environment，2022，835：155519.

［9］ EWUSI A，SUNKARI E D，SEIDU J，et al.Hydrogeochemical characteristics，sources and human health risk assessment of heavy metal dispersion in the mine pit water-surface water-groundwater system in the largest manganese mine in Ghana［J］.Environmental Technology & Innovation，2022，26：102312.

［10］SARKER M M R，VAN CAMP M，HOSSAIN D，et al.Hydrochemical characterization and groundwater potential of the deep aquifer system in southwest coastal region of Bangladesh［J］.Journal of Asian Earth Sciences，2022，234：105271.

［11］MANDAL U，DHAR A，PANDA S N，et al.Spatiotemporal evaluation and assessment of shallow groundwater quality for irrigation of a tropical coastal groundwater basin［J］.Environmental Science and Pollution Research，2023，30（55）：116715-116740.

［12］鄭慧銘，張豐，史啟朋，等.煤炭資源型城市淺層地下水水化學(xué)特征及成因分析［J］.人民長(zhǎng)江，2024，55（2）：51-56.

［13］江宇威，李巧，陶洪飛，等.奎屯河流域2017-2023年地下水水化學(xué)特征及成因分析［J］.人民長(zhǎng)江，2024，55（5）：66-74.

［14］胡健，范超，盧志剛.贛江中游淺層地下水水化學(xué)特征演化及成因分析［J］.人民長(zhǎng)江，2024，55（6）：37-44.

［15］李曉波，李靜.大汶河流域中下游淺層地下水水化學(xué)特征及其影響因素［J］.環(huán)境科學(xué)研究，2024，37（5）：1015-1026.

［16］邵杰，滕超，陳喜慶，等.拉月曲流域地表水水化學(xué)特征及其影響因素［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2024，46（12）：1-10，28.

［17］王廣昊，張瑩，徐亮亮，等.衢江流域地表水與地下水的轉(zhuǎn)化關(guān)系［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2021，21（15）：6165-6174.

［18］蘇小四，萬玉玉，董維紅，等.馬蓮河河水與地下水的相互關(guān)系：水化學(xué)和同位素證據(jù)［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版），2009，39（6）：1087-1094.

［19］鄭童心，漆繼紅，許模，等.龍門山?jīng)_斷帶盆山體系地下水循環(huán)特征分析：以石亭江流域綿竹段為例［J］.人民長(zhǎng)江，2024，55（5）：128-135.

［20］柳鑒容，宋獻(xiàn)方，袁國(guó)富，等.中國(guó)東部季風(fēng)區(qū)大氣降水δ18O的特征及水汽來源［J］.科學(xué)通報(bào)，2009，54（22）：3521-3531.

［21］溫艷茹，王建力.黑龍江地區(qū)不同降水類型中δ18O變化特征及與水汽輸送的關(guān)系［J］.西南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，39（12）：119-126.

［22］張艷青，張志才，陳喜，等.西南喀斯特流域巖溶水氫氧同位素時(shí)空分布特征及水文意義：以后寨河流域?yàn)槔跩］.地球與環(huán)境，2022，50（1）：25-33.

［23］武小波，李全蓮，賀建橋，等.黑河上游夏半年河水化學(xué)組成及年內(nèi)過程［J］.中國(guó)沙漠，2008，28（6）：1190-1196.

［24］袁瑞強(qiáng)，龍西亭，王鵬，等.氯離子質(zhì)量平衡法應(yīng)用問題芻議［J］.水文，2015，35（4）：7-13，26.

（編輯：劉 媛）

Study on relationship between groundwater and surface water recharge in inter river block of Nenjiang River Basin

LI Yepeng1，CAI Wujun1，WANG Yonghui2，LU Le1，LI Kenan2，LI Kanglin3

（1.PowerChina Zhongnan Engineering Corporation Limited，Changsha 410014，China； 2.Daxing′anling Branch，China National Petroleum Corporation Daqing Oilfield Co.，Ltd.，Daxing′anling 165000，China； 3.School of Resources and Civil Engineering，Northeastern University，Shenyang 110819，China）

Abstract：

A study on the recharge relationship between groundwater and surface water is a foundation of water resource management，protection，and rational utilization.Through field surveying，sampling，laboratory tests，and numerical simulations，the hydrogen and oxygen isotopes，hydrochemical characteristics，and recharge relationship between surface water and groundwater in typical inter-river plots in the Nenjiang River Basin were analyzed.The results revealed that both groundwater and surface water exhibited isotopic enrichment due to evaporative fractionation，with shallow groundwater displaying a higher degree of enrichment than deep groundwater，and groundwater showing a higher degree of enrichment than surface water.In the water bodies，anions were dominated by HCO3-，while cations were mainly Ca2+，K+，and Na+.The main hydrochemical types were Na·Ca-HCO3 or Ca·Na-HCO3.The Ca2+ and HCO3- in the water mainly originated from weathering and dissolution of carbonate rocks of gas-liquid metamorphism origin in the study area；while K+ and Na+ mainly came from weathering and dissolution of feldspathic minerals.An interdependent recharge relationship exists between groundwater and surface water，surface water primarily recharges groundwater through fault channels，while groundwater recharges surrounding surface rivers through runoff.These findings can provide scientific evidence and data support for ecological construction and water resource management in the Nenjiang River Basin.

Key words：

groundwater； surface water； recharge relationship； hydrogen and oxygen isotopes； hydrochemical characteristics； Nenjiang River