基于稳定同位素和水化学的喀斯特小流域降雨径流响应规律研究
发布时间：2021-09-07 13:53
喀斯特地区特殊的二元结构地质背景导致其水文过程与其他类型区差异显著,研究降雨径流响应规律有利于探讨其小流域补给机制和养分流失特征,为该地区小流域水资源利用、污染物防治方面提供科学依据。本文以广西环江典型喀斯特小流域为研究对象,利用氢氧稳定同位素和水化学方法,结合野外定点监测和室内测试,研究了在次降雨和季节条件下溪流氢氧稳定同位素组成和水化学组分的动态变化及主要影响因素,得到以下主要结论：（1）降雨季节分布不均,主要集中于雨季（5-9月）,约占全年总降雨量75%以上。溪流出口流量与降雨量存在正相关关系。月径流系数变化幅度大（0.05-0.45）,平均月径流系数为0.26。（2）单次极端降雨条件下,小降雨事件（8.5 mm）未能引起溪流水位、电导率及温度的明显变化,而当累计降雨量达到39.5 mm后溪流水开始响应。此后,溪流水文水化学参数对降雨快速响应,除硝态氮外,电导率（EC）、δ18O、Ca2+迅速降至最低值,雨水稀释作用对其水化学变化起主要作用。通过对溪流新旧水比例进行划分发现,降雨前期和后期,溪流以旧水补给为主,而在水位快速上涨阶段,新水比例达到34%左右。两次降雨过程中,水体中硝...
【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－３大气降雨收集装置??
????大气降雨量：２０１３年９月份之前大气降雨量数据通过气象观测场内仪器监??测获取，监测间隔为比。９月份之后一台ＪＤ０５型翻斗式雨量计投入使用，安置??在气象观测场内，自动记录当日降雨量，最小分辨为化５ｍｍ?（如图２－４）。其他??气象资料由中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站气象站获取，其指标包??括：温度、相对湿度、露点温度、水汽压、气压、风、王壤、温度、太阳福射等。??本文主要利用２０１３年６月￣２０１４年９月的降雨量及大气温度数据。??溪流出口流量：为分析研究区溪流与泉水流量与降雨量的响应关系，于溪流??下游出口处和岩溶泉水出流处修建瑕顶角为６０°的Ｈ角框。并安装自动监测水位??计记录水位的变化，间隔为１５ｍｉｎ?（如图５）。按照国家行业标准运用水位流量??换算公式计算其流量，公式如下：??Ｑ＝Ｏ．８ｔｇ０／２Ｖ２ｇＨ５?口?（２－１）??Ｑ一流量，ｍＶｓ；?ｍ一流量系数；０—三角懼顶角；ｇ—重力加速度，９．８１?ｍ／ｓ？??Ｈ—虚前水头，ｍ。??
－７．３〇／〇〇？－７．１〇／〇〇，平均值分另ＩＪ为－５３％〇、－７．２〇／〇〇。而溪流水犯和８＂０值变化不大，??其值分别在－４６％〇？－３９％〇和－７．０％。？－５．９％〇范围内波动，加权平均值分别为－４３％〇，??－６．５％〇?（如图３－２ａ）。５Ｄ、Ｓ＂〇表现先略有升高，随降雨持续，其值持续下降，??且于最大雨强后再次升高，降雨停止后波动减弱趋于稳定。而早季表层岩溶泉ＳＤ??和Ｓｉｓ〇年平均值分别为－４５％。，－６．８％。（憂云鹏等，２０１１）。分析发现，本次降雨过程??中，溪流水氨氧同位素值变异大，较雨水值略偏正，而接近表层岩溶泉水年平均??值，整体来看王者之间差异不明显。降雨开始后，Ｃａ２＋和ＨＣ０３－浓度呈现先持??续下降后保持稳定再下降至最低值（Ｃａ２＋和ＨＣ０３－浓度分别为３８ｍｇ／Ｌ，３．３??ｍｍｏｌ／Ｌ），其值滞后最大雨强约１?ｈ，随着雨强的减弱至降雨停止，其浓度逐渐??回复至雨前水平（图３－２ｂ）。Ｃａ２＋与ＨＣ０３－浓度两者之间显著线性正相关??（民２＝０．８３０８）
【参考文献】：
期刊论文
[1]贵州普定陈旗喀斯特泉的降雨-径流响应特征分析[J]. 郑雪,陈喜,张志才. 地球与环境. 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]基于稳定同位素和水化学成分的西南喀斯特流域径流划分[J]. 陈雪莲,陈喜,张志才,张艳芳,纪忠华. 地球与环境. 2013(02)
[4]桂西北喀斯特峰丛洼地降水氢氧稳定同位素的季节变化特征[J]. 胡可,陈洪,聂云鹏,杨静,王克林. 农业工程学报. 2013(05)
[5]降雨过程中香溪河流域非点源氮素入库特征研究[J]. 陈玲,刘德富,刘清欣,宋林旭,崔玉洁,肖尚斌. 环境科学与技术. 2013(01)
[6]典型喀斯特峰丛洼地降雨特性及浅层地下水埋深变化特征[J]. 杨静,陈洪松,聂云鹏,王克林. 水土保持学报. 2012(05)
[7]峰丛洼地岩溶泉流量和水化学变化过程中地面径流的作用[J]. 常勇,吴吉春,姜光辉,于奭. 水利学报. 2012(09)
[8]桂林岩溶区大气降水的化学特征分析[J]. 张红波,于奭,何师意,刘齐,李幼玲. 中国岩溶. 2012(03)
[9]沂蒙山区典型小流域降雨径流的磷素输出特征[J]. 于兴修,李振炜,刘前进,井光花. 环境科学. 2012(08)
[10]桂西北喀斯特峰丛不同土地利用方式坡面产流产沙特征[J]. 陈洪松,杨静,傅伟,何菲,王克林. 农业工程学报. 2012(16)
本文编号：3389667
【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－３大气降雨收集装置??
????大气降雨量：２０１３年９月份之前大气降雨量数据通过气象观测场内仪器监??测获取，监测间隔为比。９月份之后一台ＪＤ０５型翻斗式雨量计投入使用，安置??在气象观测场内，自动记录当日降雨量，最小分辨为化５ｍｍ?（如图２－４）。其他??气象资料由中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站气象站获取，其指标包??括：温度、相对湿度、露点温度、水汽压、气压、风、王壤、温度、太阳福射等。??本文主要利用２０１３年６月￣２０１４年９月的降雨量及大气温度数据。??溪流出口流量：为分析研究区溪流与泉水流量与降雨量的响应关系，于溪流??下游出口处和岩溶泉水出流处修建瑕顶角为６０°的Ｈ角框。并安装自动监测水位??计记录水位的变化，间隔为１５ｍｉｎ?（如图５）。按照国家行业标准运用水位流量??换算公式计算其流量，公式如下：??Ｑ＝Ｏ．８ｔｇ０／２Ｖ２ｇＨ５?口?（２－１）??Ｑ一流量，ｍＶｓ；?ｍ一流量系数；０—三角懼顶角；ｇ—重力加速度，９．８１?ｍ／ｓ？??Ｈ—虚前水头，ｍ。??
－７．３〇／〇〇？－７．１〇／〇〇，平均值分另ＩＪ为－５３％〇、－７．２〇／〇〇。而溪流水犯和８＂０值变化不大，??其值分别在－４６％〇？－３９％〇和－７．０％。？－５．９％〇范围内波动，加权平均值分别为－４３％〇，??－６．５％〇?（如图３－２ａ）。５Ｄ、Ｓ＂〇表现先略有升高，随降雨持续，其值持续下降，??且于最大雨强后再次升高，降雨停止后波动减弱趋于稳定。而早季表层岩溶泉ＳＤ??和Ｓｉｓ〇年平均值分别为－４５％。，－６．８％。（憂云鹏等，２０１１）。分析发现，本次降雨过程??中，溪流水氨氧同位素值变异大，较雨水值略偏正，而接近表层岩溶泉水年平均??值，整体来看王者之间差异不明显。降雨开始后，Ｃａ２＋和ＨＣ０３－浓度呈现先持??续下降后保持稳定再下降至最低值（Ｃａ２＋和ＨＣ０３－浓度分别为３８ｍｇ／Ｌ，３．３??ｍｍｏｌ／Ｌ），其值滞后最大雨强约１?ｈ，随着雨强的减弱至降雨停止，其浓度逐渐??回复至雨前水平（图３－２ｂ）。Ｃａ２＋与ＨＣ０３－浓度两者之间显著线性正相关??（民２＝０．８３０８）
【参考文献】：
期刊论文
[1]贵州普定陈旗喀斯特泉的降雨-径流响应特征分析[J]. 郑雪,陈喜,张志才. 地球与环境. 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]基于稳定同位素和水化学成分的西南喀斯特流域径流划分[J]. 陈雪莲,陈喜,张志才,张艳芳,纪忠华. 地球与环境. 2013(02)
[4]桂西北喀斯特峰丛洼地降水氢氧稳定同位素的季节变化特征[J]. 胡可,陈洪,聂云鹏,杨静,王克林. 农业工程学报. 2013(05)
[5]降雨过程中香溪河流域非点源氮素入库特征研究[J]. 陈玲,刘德富,刘清欣,宋林旭,崔玉洁,肖尚斌. 环境科学与技术. 2013(01)
[6]典型喀斯特峰丛洼地降雨特性及浅层地下水埋深变化特征[J]. 杨静,陈洪松,聂云鹏,王克林. 水土保持学报. 2012(05)
[7]峰丛洼地岩溶泉流量和水化学变化过程中地面径流的作用[J]. 常勇,吴吉春,姜光辉,于奭. 水利学报. 2012(09)
[8]桂林岩溶区大气降水的化学特征分析[J]. 张红波,于奭,何师意,刘齐,李幼玲. 中国岩溶. 2012(03)
[9]沂蒙山区典型小流域降雨径流的磷素输出特征[J]. 于兴修,李振炜,刘前进,井光花. 环境科学. 2012(08)
[10]桂西北喀斯特峰丛不同土地利用方式坡面产流产沙特征[J]. 陈洪松,杨静,傅伟,何菲,王克林. 农业工程学报. 2012(16)
本文编号：3389667
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