城镇化流域降水径流氢氧同位素特征及洪水径流分割

作     者：谢林环 江涛 曹英杰 张得胜 黎坤 唐常源 XIE Linhuan;JIANG Tao;CAO Yingjie;ZHANG Desheng;LI Kun;TANG Changyuan

作者机构：中山大学地理科学与规划学院广州510275 中山大学环境科学与工程学院广州510275 广东省环境污染控制与修复技术重点实验室广州510275 

出 版 物：《地理学报》 (Acta Geographica Sinica)

年 卷 期：2019年第74卷第9期

页      面：1733-1744页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081501[工学-水文学及水资源] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金青年项目(41501512) 国家自然科学基金项目(41471020) 广东省自然科学基金项目(2017A030313231) 广州市科技计划项目(201510010300) 

主　　题：氢氧同位素 二元混合模型 径流分割 城镇化 石马河流域 

摘      要：为研究人类活动影响下河流降水径流响应特征,以珠江三角洲典型城镇化流域石马河为研究对象,采集2017年1-12月日降水、河水样品和3场台风期间的时段降水、洪水样品,通过测定其氢氧稳定同位素组成(δD、δ18O),分析流域降水、径流氢氧同位素组成特征,并利用同位素二元混合模型,分割3场台风降水事件中事前水及事件水对流量过程的贡献。结果表明,研究区域大气降水δD、δ18O的变化范围分别为-105.10‰^+9.98‰和-14.80‰^-0.55‰,年加权平均值为-57.88‰和-8.61‰,大气降水线为δD=7.70δ18O+8.61(R2=0.98);河水δD、δ18O的变化范围分别为-91.23‰^-15.96‰和-12.66‰^-4.01‰,δD-δ18O基本落在局地大气降水线上,表明降水是石马河径流的主要来源。3场台风期间,事件水占洪水总径流量的比例分别为59.7%、55.0%和69.4%,均高于事前水占比。洪水涨水初期事前水和事件水同步增长,涨水后期事件水比例逐渐增大,洪峰期间比例大于80%,成为径流主导成分,表明流域城镇化过程中下垫面不透水面积的增加会显著改变水文循环过程。本研究成果可为珠江三角洲城镇化流域水文预报提供理论基础。