地下水同位素特征

通过对2003～2005年工作区大气降水、出山河水、地下水等114个氢氧稳定同位素及放射氚样水样分析结果的研究，确定了各盆地地下水补给来源和大致形成年代，加深了对流域内水资源“地表水-地下水-地表水”这种循环与转化的认识。

一、水的稳定同位素分布及其指示意义

对所取的114组氢氧同位素样品，按δ值的大小分为三组：第一组δ¹⁸O介于-8.0‰～-10.0‰，δD介于-44.0‰～-80.0‰，分布于昌马灌区地下水、河水、疏勒河沿岸地下水及花海灌区地表水、地下水中；第二组δ¹⁸O介于-5.0‰～-8.0‰，δD介于-40.0‰～-65.0‰，主要见于双塔灌区及西湖一带地下水中；第三组δ¹⁸O＜-10.0‰，δD＜-60.0‰，分布于党河灌区地表水、地下水，疏勒河下游湖积平原、花海灌区外围湖积平原、桥子、踏实及老师兔一带地下水中（表3-14、图3-14）。

表3-14 疏勒河流域地表水地下水δ¹⁸O、δD、T值变化对比表

三组δ值对应三个地下水及地表水空间分布，这种对应正是三区地下水形成及演化不同所致，水的环境同位素反映了地下水的分区及形成变化的规律性。第二组水是在第一组水的基础上经蒸发富集作用形成的，无论是δ¹⁸O，还是δD值都明显偏高；第三组水的形成年代有偏老的证据，与下游湖积平原地下径流滞缓、水循环交替缓慢的水文地质特征是吻合的。

玉门镇第三系砂砾岩中承压水的δ¹⁸O为-9.9‰，δD为-77‰，明显低于上覆第四系松散中地下水，这说明两层地下水水力联系较弱，T值亦有同样的规律，其T值小于2TU。在桥子、店子河上游、七道沟农场一带地下水中δ¹⁸O-δD值明显趋于疏勒河上游段河水同位素组成，结合河流在洪积扇的渗漏情况，认为它们是疏勒河经扇体渗漏在某些部位的排泄点。

为了对同位素的组成及分布有一个整体的认识，对所取的河水、地下水的δ¹⁸O-阳值进行了统计分析，疏勒河、党河、榆林河出山河水的δ¹⁸O-δD呈线性关系，其方程为：δD=7.52δ¹⁸O+2.30，（样数为9，r=0.999），地下水的δ¹⁸O-δD值大部分位于地表水的δ¹⁸O-δD值上方，说明地下水是地表水经蒸发富集作用形成的，地表水为地下水的主要补给来源。进一步分析表明，灌区内地下水的δ¹⁸O-δD均明显高于灌区外围地下水的，这与灌区引地表水灌溉入渗补给地下水有直接关系。据玉门-踏实盆地七道沟农场、布隆吉、双塔一带不同深度的取样分析结果，下部承压水的δ¹⁸O-δD值均偏低于上部潜水，这说明下部承压水的径流交替比上部潜水相对缓慢（表3-15）。

图3-14 疏勒河流域典型水样的δD-δ¹⁸O关系图

表3-15 不同深度地下水的δ¹⁸O、δD、T值比较

二、水的氚含量及其变化特征

水的氚含量是了解水形成时间和水交替条件的重要证据。依据氚含量的大小依次为：昌马洪积扇、党河洪积扇中上部地下水及疏勒河、党河出山河水氚含量大于20TU；桥子、踏实、老师兔一带，花海盆地，疏勒河下游伊塘湖、酥油土、玉门关、湾窑一带地下水氚值小于10TU；昌马洪积扇前缘泉水溢出带、双塔灌区、党河灌区地下水氚值介于10～20TU之间（见表3-14，图3-15）。对于取自不同深度的氚样品分析表明，深层水的T值明显低于上部潜水，且T-δ¹⁸O值呈有规律地分布于出山河水T-δ¹⁸O点左右侧一定范围，而与现代降水的T-δ¹⁸O值无明显关系，表明深层水的补给来源主要是出山河水。各层水均含有一定量的氚，说明有较好的混合。

图3-15 疏勒河流域典型水样的T-δ¹⁸O关系图