【科研速遞】| 河海大學(xué)地學(xué)院譚紅兵教授課題組在青藏高原地下水循環(huán)與徑流水源解析方向研究獲得新進展

作為全球氣候變暖響應(yīng)最強烈的地區(qū)，青藏高原各大流域水資源變化及趨勢預(yù)測一直是國際水文學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)及氣候?qū)W研究的前沿?zé)狳c問題。

近期，我校地球科學(xué)與工程學(xué)院譚紅兵課題組，針對雅魯藏布江中段水量不平衡以及同位素、水化學(xué)、水溫等物化指標(biāo)異常問題，開展了相應(yīng)的地下水循環(huán)與徑流水源解析研究。研究發(fā)現(xiàn)：雅江從拉孜水文站流過奴各沙站僅這一段，水量存在明顯表面看似不平衡的異�，F(xiàn)象。日喀則東邊奴各沙水文站記錄的雅江多年平均徑流量比西邊拉孜站增加了近3倍。雖然這之間有支流匯入，但除年楚河外，再沒有足以改變雅江干流量的支流。相比之下，奴各沙與拉孜的多年平均降水量十分接近。而且，日喀則以東氣溫較高，蒸發(fā)量遠大于拉孜縣以西，潛在蒸發(fā)量是降水量的6-8倍。按最保守估算的徑流系數(shù)計算水量平衡，扣除拉孜縣與奴各沙站之間地表年最大輸入量，在不到200公里的河段內(nèi)，每年平均仍然有超過36×108 m3的水量來源不明。另外，不同季節(jié)對各個斷面監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，除水量異常外，更重要的是雅江中段同位素、水化學(xué)以及水溫等物化指標(biāo)也存在顯著異常。雅江中段相對于上、下游H、O同位素具有顯著偏負的異常特征。一般大江大河由于海拔、緯度、蒸發(fā)等效應(yīng)，從源區(qū)到下游H、O同位素越來越偏正，鮮有中游出現(xiàn)顯著偏負，甚至比海拔高千米以上的源區(qū)或上游還偏負的異�，F(xiàn)象。

針對上述異常現(xiàn)象，譚紅兵等基于多年監(jiān)測結(jié)果和同位素分析，從板塊運動、地質(zhì)構(gòu)造角度，對雅江中段水量不平衡、物化指標(biāo)異常問題做了新的解讀，并發(fā)現(xiàn)印度板塊與歐亞板塊碰撞拼合過程中，形成了具有張性伸展特征且一直處于活動狀態(tài)的南北向深大斷裂，該深大斷裂可以驅(qū)動高海拔地表水通過水圈深層循環(huán)，而后在雅江河谷最低海拔處集中排泄。這一循環(huán)過程對徑流水量、物質(zhì)循環(huán)產(chǎn)生重大影響。

譚紅兵教授課題組以板塊運動-青藏高原隆升-地下水循環(huán)為主線，系統(tǒng)解釋了高寒流域構(gòu)造作用下獨特的多水源構(gòu)成與水循環(huán)規(guī)律，除理論創(chuàng)新意義外，對從地質(zhì)學(xué)角度，準確全面解析雅江水源構(gòu)成、揭示水循環(huán)規(guī)律以及預(yù)測氣候變化背景下流域水資源變化趨勢意義重大。該研究得到了多項國家自然科學(xué)基金資助，培養(yǎng)了一批長期從事高寒區(qū)水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)與地球化學(xué)方向的青年研究人員，后續(xù)深入研究正在進展中。

相關(guān)代表性論文信息：

(1) Hongbing Tan, Xi Chen, Dongping Shi, Wenbo Rao, Jing Liu, Jintao Liu, Christopher J. Eastoe, Jiarong Wang. Base flow in the Yarlungzangbo River, Tibet, maintained by the isotopically-depleted precipitation and groundwater discharge. Science of the TotalEnvironment,2021,759,網(wǎng)址未加載/10.1016/j.scitotenv.2020.143510

(2) Dongping Shi, Hongbing Tan, Xi Chen, Wenbo Rao, Renci Basang, 2021. Uncovering mechanisms of seasonal river-groundwater circulation using isotopes and water chemistry in the middle reach of Yarlungzangbo River, Tibet. Journal of Hydrology, 2021.

(3) Dongping Shi, Hongbing Tan, Xi Chen, Wenbo Rao, H. E. Issombo and Renci Basang, Temporal and spatial variations of runoff composition revealed by isotopic signals in Nianchu River catchment, Tibet, Journal of Hydro-environment Research, 2021, 37:1-12, 網(wǎng)址未加載/10.1016/j.jher.2021.04.001

圖1垂直雅魯藏布江發(fā)育的南北向張性深大斷裂帶及地下水排泄圖片（左圖據(jù)韓同林原圖修改）

圖2雅魯藏布江流域枯水季節(jié)O同位素空間分布規(guī)律（DXS、YDG分別為定結(jié)-謝通門-申扎與亞東-當(dāng)雄-谷露南北向發(fā)育的深大斷裂）

END

素材來源：河海大學(xué)官網(wǎng)、地學(xué)院

編輯：小海螺記者 楊昶；張然、柏蓉

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