镭同位素示踪青海湖尕海地下水排放通量

摘要

近几十年来,青海湖水位呈现波动性,引起了有关研究机构和学者的关注,已经成为研究的热点。相关研究主要集中于流域水量平衡、水化学及湖水收支等与地表水有关的过程和特征。而对青海湖流域的地下水的特征关注及少,而地下水是干旱区湖泊补给不可或缺的部分。有关青海湖地下水研究较少主要原因可以归因为地下水监测困难而导致数据缺乏。尕海作为青海湖的子海,对青海湖的地下水研究有一定的指示意义。
　　自然界可探测到且有研究意义的镭同位素有223Ra、224Ra、226Ra和228Ra,这四种镭同位素被认为是一组强有力的量化海底地下水排泄的天然示踪剂。排泄到海湾的地下水中含有较高活度的镭,如果海水中的镭的其他来源可以忽略不计,且镭在海水中的运动以扩散为主,忽略对流,那么我们可以根据镭的离岸通量和地下水中镭的活度计算海底地下水排泄量。镭同位素示踪法广泛用于海洋科学研究。
　　本文引入镭同位素示踪法研究尕海湖地下水的输入量;用镭延迟计数器及γ能谱仪测定了镭同位素活度。对尕海湖中223Ra、224Ra、226Ra和228Ra的分布、水体停留时间及地下水排放通量做了研究,发现尕海的镭同位素来源主要为地下水排放、湖底沉积物的扩散和悬浮颗粒物的解吸,其中地下水排放>湖底沉积物的扩散>悬浮颗粒物的解吸;223Ra、224Ra、228Ra和226Ra在尕海湖中的分布中,短变衰期的223Ra、224Ra分布规律为由湖岸向湖中心降低;228Ra没有明显的分布规律,226Ra在尕海湖中的短轴上呈现出不同于海洋学研究中的经验规律,由湖岸向湖中心升高;尕海湖中的平均水体停留时间较长平均为13.17天;以223Ra、224Ra为基础计算的尕海湖地下水排放通量分别为0.0049m3m2d-1和0.0056m3m2d-1,与实际情况比较接近。

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第一章 绪论

1.1 地下水类型

1.2 地下水现状

1.2.1 青海地下水现状

1.3 镭同位素示踪原理

1.3.1 镭同位素的分布及化学行为

1.3.2 国外研究概况

1.3.3 国内研究概况

第二章 研究区概况及研究方法

2.1 研究区概况

2.2 研究方法

2.2.1 样品的富集

2.2.2 镭延迟计数器（RaDeCC）

2.2.3 γ 能谱仪

2.3 计算模型

2.3.1 水平涡动扩散模型

2.3.2 表观年龄模型

2.3.3 质量平衡模型

第三章 样品的采集与测量

3.1 样品采集

3.2 样品处理与测量

第四章 尕海湖中镭同位素的分布特征及地下水排放通量计算

4.1 尕海湖中镭同位素的来源

4.1.1 沉积物扩散实验

4.1.2 悬浮颗料物的解吸实验

4.1.3 地下水镭同位素活度

4.2 尕海湖中四种镭同位素的分布

4.2.1 223Ra 的分布

4.2.2 224Ra 的分布

4.2.3 228Ra 的分布

4.2.4 226Ra 的分布

4.3 地下水排放通量的计算

4.3.1 水平涡动模型计算

4.3.2 尕海湖的水体停留时间

4.3.3 质量平衡模型计算

4.4 两种模型计算结果的分析

第五章 结论

5.1 主要结论

5.2 不足与展望

参考文献

致谢