§7.1 同位素技术在水文地质勘查中的应用 §7.2 核磁共振技术在地下水勘探中的应用 §7.3 测氡技术在水文地质勘察中的应用 第七章 水文地质勘查中的新技术方法 同位素的基本概念 同位素的分馏理论 氢氧稳定同位素示踪水文循环的理论 地下水测年技术及应用 §7.1 同位素技术在水文地质调查中的应用 1. 同位素的基本概念 同位素：质子数相同而中子数不同的原子成为同位素。 Isotope: same element, different numbers of neutrons 1H、2H、3H 12C、13C、14C 稳定同位素 + 放射性同位素 例如氢元素有3种同位素： 氕（1H）——其核由1个质子组成，原子质量为1.6726×10-24g； 氘（2H）——其核由1个质子和1个中子组成，原子质量为3.3439×10-24g； 氚（3H）——其核由1个质子和2个中子组成，原子质量为4.991×10-24g。 稳定同位素 1）水的组成D和18O是水文学上有着重要意义的稳定同位素，由氢和氧组成9中不同同位素组合的水分子中，最有意义的是H216O、HDO、H217O和H218O 4种。 2）C13可以示踪碳的来源及一大批有机物和无机物之间的相互作用。 主要的稳定同位素及基本情况表 放射性同位素 在水文地质学中最常用的放射性同位素是氚和14C。 1）氚：氚（3H）是一种半衰期的氢同位素。3H含量增高有两个因素产生，一是在平流层中宇宙射线作用于14N产生少量的氚；另外1952年后的20年间大气层中氢弹试验。无论是天然或人工产生的氚通过降水进入到水循环中。它在地下水中的存在提供了地下水的补给作用很有力证据。 放射性同位素 2）14C: 14C的半衰期为5730年。因此常用于考古和晚第四纪年代学的研究，在水文地质学也广泛用于地下水年龄的测定。用放射性碳进行地下水年龄的测定，不能用水分子本身做，而要溶于水中的无机碳（DIC）或有机碳（DOC）这两种形式14CO2从大气圈进入地下水需要通过土壤层。如果经过足够长的时间初始放射性强度有可观的衰减，则可用来对地下水年龄进行测定。 2、同位素的分馏理论 2、同位素的分馏理论 2、同位素的分馏理论 3.氢氧稳定同位素示踪水文循环的理论 巴丹吉林沙漠：沙丘与湖泊的交相辉映 巴丹吉林沙漠地下水与湖泊群的 补给来源？？ Chen JS et al. Water resources:?Groundwater maintains dune landscape. Nature, 2004, 432: 459-460. 地下水的成因； 地下热水的成因； 卤水的成因； 植物的水分来源； …… 地表水与地下水的相互作用； 水岩相互作用； 不同水体的混合作用； 蒸发作用； …… 3、氢氧同位素在水文循环中的应用 来源与成因 演化机制 气候变化与环境演化 稳定氢氧同位素：“指纹”特征值 大气降水同位素组成的影响因素 温度效应 高度效应 季节性效应 纬度效应 大陆效应 降雨量效应 …… 4、放射性同位素测定地下水年龄方法 依靠放射性衰变存在的半衰期而测定地下水的年龄。 或以宇宙成因的短寿命同位素随大气降水渗入地下，经衰变后减少的数量判断地下水所经历的时间来确定地下水年龄； 或以岩石内长寿命的同位素经衰变后形成的新物质在地下水中的数量来判断地下水所经历的时间，来确定地下水年龄。 可用来测定地下水年龄的环境同位素表 §7.2 核磁共振技术在地下水勘探中的应用 §7.2 核磁共振技术在地下水勘探中的应用 §7.2 核磁共振技术在地下水勘探中的应用 §7.2 核磁共振技术在地下水勘探中的应用 §7.2 核磁共振技术在地下水勘探中的应用 §7.2 核磁共振技术在地下水勘探中的应用 §7.2 核磁共振技术在地下水勘探中的应用 §7.2 核磁共振技术在地下水勘探中的应用 §7.2 核磁共振技术在地下水勘探中的应用 §7.2 核磁共振技术在地下水勘探中的应用 §7.2 核磁共振技术在地下水勘探中的应用 §7.2 核磁共振技术在地下水勘探中的应用 §7.2 核磁共振技术在地下水勘探中的应用 §7.3 测氡技术在水文地质勘察中的应用 一、土壤测氡技术特点 §7.3 测氡技术在水文地质勘察中的应用 二、土壤测氡技术原理 §7.3 测氡技术在水文地质勘察中的应用 二、土壤测氡技术原理 §7.3 测氡技术在水文地质勘察中的应用 三、 深 圳 的 应 用 实例 §7.3 测氡技术在水文地质勘察中的应用 三、土壤测氡技术在深圳的应用实例 §7.3 测氡技术在水文地质勘察中的应用 三、 土壤 测氡 技术 在深 圳的 应用 实例 §7.3 测氡技术在水文地质勘察中的应用 三、土壤测氡技术在深圳的应用实例 §7.3 测氡技术在水文地质勘察中的应用 三、 土壤 测氡 技术 在深 圳的 应用 实例 §7.3 测氡技术在水文地质勘察中的应用 三、土壤测氡技术在深圳的应用实例 结论与讨论