發(fā)布時間：2020-10-19 11:50

　　 瀘沽湖位于青藏高原東南緣,云南省西北部和四川省西南部兩省交界處,處于西南季風氣候區(qū),屬于暖溫帶山地季風氣候。其氣候特征表現(xiàn)為干濕季分明,雨季主要受西南季風影響,降水豐沛,降水量約占該區(qū)全年降水量的87%,旱季受大陸性干燥氣團的影響,干燥少雨,蒸發(fā)量較大。瀘沽湖主要依靠降水和地表徑流補給,通過草海外泄和湖面蒸發(fā)而消耗水量,其水量收支基本處于平衡狀態(tài)。瀘沽湖屬于深水型淡水湖泊,湖水全年不凍結(jié),入湖徑流和出湖徑流對湖泊熱量平衡的影響極小,同時,湖水交換周期長,并且受人類活動影響較小。因此,它是研究湖泊熱力學(xué)狀況、湖水同位素特征以及其流域水文循環(huán)的最佳選擇對象。然而,目前關(guān)于云貴高原大型深水湖泊的熱力學(xué)及其水體同位素的研究還相對比較薄弱,而且水體氫氧穩(wěn)定同位素作為一種非常成熟精確的示蹤方法廣泛用于水文學(xué)領(lǐng)域中。因此,基于此種情況,本論文以瀘沽湖為研究對象,對其熱力學(xué)、湖水同位素以及水文循環(huán)等進行了探索性研究。本論文首先以水溫為依據(jù),分析了瀘沽湖熱力分層及其熱量收支狀況;其次分析了各種水體中δ~2H和δ~(18)O的特征,得出不同水體之間的相互補給關(guān)系,初步認識了瀘沽湖的水文循環(huán)過程,并建立了西南地區(qū)半封閉湖泊氧同位素模型,估算了瀘沽湖湖面蒸發(fā)量;最后分析了垂直斷面湖水同位素特征,并探討了其影響機理。本論文的研究結(jié)論主要體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)瀘沽湖水溫在一年中以全同溫層和正溫層狀態(tài)兩種形式存在,垂向上形成明顯的變溫層、溫躍層和均溫層的三層結(jié)構(gòu)。熱力分層在3~6月形成,在7~9月穩(wěn)定發(fā)展,10月初開始進入消亡期,到次年2月,溫躍層完全消失。湖水熱量收支計算表明:在3~5月湖水吸收的太陽輻射最多,旱季的有效輻射大,感熱通量最小。(2)瀘沽湖湖水中δ~(18)O在空間分布上表現(xiàn)為南低北高的變化趨勢,主要是由于入湖河流在南部,受河水補給以及蒸發(fā)作用的雙重影響,可以揭示湖泊的內(nèi)循環(huán)過程。根據(jù)湖泊水量平衡方程和同位素質(zhì)量平衡方程,建立了西南地區(qū)半封閉湖泊氧同位素模型,并結(jié)合氣象數(shù)據(jù),估算了瀘沽湖湖面蒸發(fā)量(E/I)。(3)建立了地表水線方程:δ~2H=5.34δ~(18)O-30.43(R=0.99,P0.01),該方程斜率體現(xiàn)了地表水受到降水的補給之后,經(jīng)歷了強烈的蒸發(fā)過程,并通過計算得出了地表水補給源降水的初始同位素值(-14.12‰,-105.85‰)。通過對降水、河水、湖水中δ~2H和δ~(18)O分析,發(fā)現(xiàn)湖水同位素值明顯偏正,表明湖面受到強烈的蒸發(fā)作用,并揭示了河水在補給湖水前也經(jīng)歷了一定程度的蒸發(fā)。(4)瀘沽湖湖水δ~(18)O在垂向上變化幅度小,表明湖水同位素受常年累積蒸發(fā)效應(yīng)的影響。湖水δ~(18)O在垂向上出現(xiàn)分層現(xiàn)象,其分層位置與溫躍層位置基本一致。上層湖水δ~(18)O波動性大,主要受外界氣溫、降水、相對濕度等因素影響;下層湖水δ~(18)O波動性很小,主要與湖水滯留時間及水體混合緩慢有關(guān)。湖水同位素垂向上季節(jié)變化明顯,旱季大雨季小。(5)建立了湖面旱季和雨季的湖水蒸發(fā)線方程,分別為:δ~2H=5.65δ~(18)O-28.86(R=0.86,P0.01)和δ~2H=7.43δ~(18)O-18.67(R=0.84,P0.01)。旱季斜率均小于全球大氣降水線(GMWL)和麗江大氣降水線(LJLMWL)的斜率,體現(xiàn)了旱季湖水受到強烈的蒸發(fā)影響;雨季斜率與LJLMWL的斜率接近,這是由于湖水受到不同時段降水或不同水體的混合補給所致。(6)探討了瀘沽湖湖水同位素的影響機理,發(fā)現(xiàn)δ~(18)O與水溫存在正相關(guān)關(guān)系(δ~(18)O=0.035T-5.53,R=0.49,P0.01),與瑞利分餾理論相矛盾,由此可說明水溫不是影響湖水中δ~(18)O的主要因素。進而對δ~(18)O與水質(zhì)參數(shù)(如電導(dǎo)率、pH、溶解氧)之間的相關(guān)性進了分析,得出這些參數(shù)與δ~(18)O也同樣存在微弱的正相關(guān)性,這體現(xiàn)了影響湖水δ~(18)O因素的復(fù)雜性。通過比較相對濕度和水溫對湖水δ~(18)O的影響程度,發(fā)現(xiàn)相對濕度影響程度大,說明相對濕度是影響湖水同位素組成的主要控制因素。
【學(xué)位單位】：云南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：P333
【部分圖文】：

第一章 緒論定的分層現(xiàn)象。典型湖泊的分層結(jié)構(gòu)示意圖[33]，如圖 1.1 所示。與氣溫的季節(jié)變化一樣，同樣水溫也具有很強的季節(jié)性變化規(guī)律但卻存滯后效應(yīng)。在秋末冬初，隨著氣溫的降低，水溫也逐漸降低，表底層的水溫也逐漸減小直至二者基本相等，此時，表層水通過對流下滲到底層從而形成下水體的對流混合，這也就是在對湖泊的熱力分層研究時，通常所謂的秋季轉(zhuǎn)現(xiàn)象[15]。

圖 1.2 依據(jù)緯度(進行了海拔校正)和水深之間的關(guān)系所劃分的 8 種湖泊類型[39]圖1.2中的緯度校正是根據(jù)海拔每升高200 m，相應(yīng)的緯度降低0.6 ~ 1°進行，那么從圖 1.2 中可以清楚地看出，全球湖泊的分布格局主要取決于水深和地理位置(緯度)。如果僅從水深來看，可將全球湖泊可分為兩種類型，(1) 淺水多次混合型湖泊，該類型的湖泊由于深度較淺、儲熱能力較弱，不能維持長時間的分層(一般不超過 24 小時)；(2) 深水二次混合型或暖單次混合型湖泊，該類型的湖泊具有足夠的深度或體積，儲熱能力強，可維持長時間的穩(wěn)定分層。根據(jù)深水湖泊分層時間的長短

1.3 水體蒸發(fā)過程中過量氘(d)與相對濕度之間的關(guān)系餾效應(yīng)同同位素之間由于相對原子質(zhì)量的差別，輕重同位素原子或化合物之間在物理化學(xué)應(yīng)速度等)，使得它們以不同比例在不同物物相 δ 值的差異，稱為同位素分餾(Isotope以及生物過程都可能引起同位素分餾。根式一般可分為兩種類型[63]：(1) 熱力學(xué)同ractionation)：熱力學(xué)原因(熵、焓、內(nèi)能和同位素原子或分子在化合物或物相之間重物相中存在很大的差異性；(2) 動力學(xué)同tion)：不同同位素原子或分子的質(zhì)量不同造使得它們在化學(xué)反應(yīng)或蒸發(fā)過程中，出現(xiàn)起同位素分餾。引起同位素分餾的機制主要
【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 畢榮鑫;昆明呈貢區(qū)降水穩(wěn)定同位素特征及水汽分析[D];云南師范大學(xué);2018年

2 周瑜;杞麓湖水質(zhì)參數(shù)及水體穩(wěn)定同位素特征研究[D];云南師范大學(xué);2018年

本文編號：2847158