氢氧稳定同位素在水团混合计算中的应用初探
氢氧稳定同位素作为天然示踪剂，研究降水与地表水的混合作用、地表水与地下水的补给作用以及地表水之间的相互作用等过程中具有重要作用，通过二源线性混合模型可以计算二源和三源水团混合过程中端元的贡献率，而在计算多源混合过程中，则需要采用局部分析或者补充其他示踪剂等方式来综合计算。
标签：稳定同位素；水体贡献率；二源线性混合模型
近年來，河流和湖泊水体的富营养化问题日益严重，尤其对于大中型水库而言，库区干流水体营养状态良好，而支流大多保持中营养状态或者富营养化状态，部分支流呈现重度富营养化状态。研究表明，水体富营养化状态主要由营养物质的输入以及水动力条件的变化两方面导致，水作为营养物质的载体以及藻类植物的生长繁衍环境，其自身的运动转移过程直接影响到水体中营养盐的迁移和转化，以及对藻类植物生长繁殖过程的控制，因此计算水体内不同水团的混合比率对于研究水体富营养化状态有着重要意义。目前，氢氧同位素作为一种稳定示踪剂，在河川径流、降雨径流、水源划分以及植物体水分输出等研究方面应用较广[1]，不同水体具有不同的氢氧同位素特征，因此可以利用氢氧稳定同位素来计算河流和湖泊不同水团混合过程中各水源的贡献率。
1 氢氧稳定同位素的天然示踪效果
氢氧同位素均称为稳定同位素，这是因为以水分子存在的D和18O在常温（低于40摄氏度）下非常稳定，很难与接触到的有机质或矿物发生反应，而影响其含量。氢氧稳定同位素在自然界中含量极低，一般的表达方式较为复杂，因此，国际上规定统一采用待测样品中某元素的同位素比值（R）与标准样品中的同位素的相应同位素比值（R标准）的相对千分差作为量度，记为δ（‰）值[2]，即
δ=（R/R标准-1）×1000
式中：R是样品中元素的重轻同位素丰度之比，如（D/H）和（18O/16O）；R标准是国际通用标准物的重轻同位素丰度之比，如（D/H）标准和（18O/16O）标准，一般水体中氢氧同位素测定标准采用国际原子能机构（IAEA）颁布的平均标准大洋水（Standard Mean Ocean Water，即SMOW），而后IAEA通过海水蒸馏后加入其他水配置的，非常接近SMOW的水样作为新的标准，称为VSMOW。由于水分蒸发和冷凝过程中同位素的分馏作用，使得自然界氢氧稳定同位素的分布具有如下效应：纬度效应、大陆效应、季节效应和高度效应，这也使得自然界中不同水体拥有不同的氢氧同位素特征。因此我们可以通过不同水团混合过程中端元水团氢氧同位素特征的变化来研究水团混合的详细过程，计算不同水团的混合比率等。
2 降雨与地表水的混合作用
在自然界的水循环过程中，降水是陆地水体的主要补给来源，根据氢氧稳定同位素的示踪作用，在降水过程中，通过分析降水前后地表水体以及降水中的氢氧同位素组成，就可以分析出一次降水对某一区域地表水的补给作用，运用二源线性混合模型[3]计算出降水的补给率。计算公式1如下：
δD后=AδD前+BδD降
δ18O后=Aδ18O前+Bδ18O降（1）
A+B=1
式中：δD前、δ18O前表示一次降水前某一地表水水体的氢氧同位素比值；δD后、δ18O后表示一次降水后某一地表水水体的氢氧同位素比值；δD降、δ18O 降表示一次降水中降水氢氧同位素比值；A、B分别为降水过程中地表水和降水所占比率。
在计算降雨与地表水混合作用的过程中，一次降水过程往往比较简单，利用D或者18O均可以很好的计算出降水的补给率，因此可以选择一种同位素标记作为计算，而选择另外一种同位素标记作为验证，从而更为严谨地得到一次降水对地表水的补给率。然后自然界中水源混合作用往往比较复杂，地表水在收到一次降雨补给的同时还受到地下水的补给，在此情况下可以将公式1修正为公式2：
δD后=AδD前+BδD降+CδD地
δ18O后=Aδ18O前+Bδ18O降+CδD地（2）
A+B+C=1
式中：δD前、δ18O前表示一次降水前某一地表水水体的氢氧同位素比值；δD后、δ18O后表示一次降水后某一地表水水体的氢氧同位素比值；δD降、δ18O 降表示一次降水中降水氢氧同位素比值；δD地、δ18O地表示一次降水過程中地下水氢氧同位素比值；A、B、C分别为降水过程中地表水、降水和地下水所占比率。
修正后的计算模型可以很好的同时计算出一次降水过程中，降水、地下水以及降水前地表水的混合比率。
3 地表水之间的混合作用
目前所讨论的地表水主要包括自然界中的河流以及湖泊，其直接来源除了降水以外，还包括高山融雪、融冰、地下水以及其他河流的交汇。对于湖泊来说，其水体来源主要是降水和源头水体的补给，在此补给的过程中，利用二源线性混合模型计算水团的混合作用依旧适用，但在湖泊水循环体系中，水体离开湖泊的
主要方式为蒸发，蒸发过程往往伴随着氢氧同位素的分馏作用，稳定同位素由于不同同位素的水分子性质不同，使得水在蒸发过程中，较轻的同位素分子优先离开，而使得水蒸气中富集较轻的同位素分子，而剩余水体中则相对富集较重的同位素分子，导致水体中氢氧稳定同位素比值产生差异。湖泊体系中水体流动性较差，垂向上水体交换不频繁，表层水体长时间暴露空气中，由于温度及相对湿度的影响而使得分馏作用尤为强烈，因此在研究湖泊水系水循环的过程中，稳定同位素的分馏作用非常重要。
开放式湖泊水体稳定同位素的分馏作用主要包括热力学平衡分馏和动力学非平衡分馏两种类型。热力学平衡分馏作用代表河水蒸发过程的第一阶段，处于稳定同位素平衡状态的水汽从液态进入水-汽界面，由于平衡分馏作用造成残余水体重同位素富集，水汽重同位素亏损的现象，由稳定同位素平衡分馏系数α表征对于湖泊而言，水体滞留时间较长，因此选用较为常见的Majoub经验方程[4]来计算热力学平衡分馏过程中氢氧同位素的平衡分馏系数。动力学非平衡分馏则代表河水蒸发过程的第二阶段，当进入水-汽界面的水汽进入大气分子扩散层时，由于水汽分子的扩散运动而造成水汽中重同位素的进一步亏损现象，这一分馏过程与大气相对湿度有着密切的关系，已有的研究结果表明：空气相对湿度h与蒸发参与水体氢氧稳定同位素富集程度具有负相关性，即h越大越不利于残余水体重同位素富集，Cappa等给出了蒸发过程中的动力学分馏计算公式[5]，而对于河流而言，河流水体除了降水来源外，主要由上游源头以及各个支流源头的补给，由于一般的河流支流较多，因此无法直接采用二源线性混合模型计算各个支流源头的水体补给率，因此在计算支流较为分散的河流时，可以根据局部水体氢氧稳定同位素的变化单独计算各个支流的补给率，而在计算支流较为集中，各个支流水体由交叉混合现象的河流时，2个以下支流混合仍可以利用模型计算，而在多于2个支流混合的河流，需要补充其他指标共同计算，如营养盐、常量离子、重金属等等。
4 结果与讨论
稳定稳定同位素作为天然示踪剂，在计算不同水团混合过程中端元的贡献率上有着重要的作用，但其具有一定的局限性。氢氧同位素在计算二源或者三源水体混合上具有良好的示踪效果，而在计算多源混合过程中具有限制性，在研究河流、湖泊等内陆水域时，通过局部研究、添加其他示踪剂的手段，可以弥补氢氧稳定同位素在此方面的不足。
参考文献
[1]林光辉.稳定同位素生态学[M].高等教育出版社，2013.
[2]Craig H. Standard for reporting concentrations of deuterium and oxygen-18 in natural waters[J].Science，1961，133（3467）：1833-1834.
[3]White J W，Cook E R，Lawrence J R，et al. The DH ratios of sap in trees：Implications for water sources and tree ring DH ratios[J]. Geochimica et
Cosmochimica Acta，1985，49（1）：237-246.
[4]Majoube M J. Fractionment en oxygene-18 et en deuterium entre l’eau et sa vapeur[J]. Journal de Chimie Physique et de Physico-Chimie Biologique，1971，68：1423-1436.
[5]包为民，胡海英，王涛，等.蒸发皿中水面蒸发氢氧同位素分馏的实验研究[J].水科学进展，2008，19（6）：780-785.
土壤作物系统中水分及其氢氧稳定同位素的动态与农田耗水特征共3篇 土壤作物系统中水分及其氢氧稳定同位素的动态与农田耗水 特征1 土壤作物系统中水分及其氢氧稳定同位素的动态与农田耗水特征 随着全球气候变化日趋严重，农业生产受到了越来越大的冲击，水资源的不足和不合理利用更是成为了制约农业持续发展的重要因素之一。如何研究土壤作物系统中的水分动态和氢氧稳定同位素，了解农田耗水特征，对于解决农业生产中的水资源问题具有重要的现实意义。 水分动态是土壤作物系统中最基本的过程之一，它涉及到水分的进入、运移、蒸发、渗漏等一系列复杂的过程。研究水分动态主要是通过水分平衡法、定位器法、剖面取样法等方法对土壤水分含量和变化进行监测和测量，以量化水分的进出和转移过程。具体来说，在不同的土壤深度和季节，土壤水分含量和变化规律是不同的。通常情况下，冬季土壤水分较高，春季土壤水分下降，夏季土壤水分最低，秋季土壤水分有所回升。在种植作物的过程中，增施有机肥、改善排水条件、控制灌溉等方法可以有效的提高土壤水利用率和作物产量。 除了水分含量和变化，土壤中水分的氢氧稳定同位素也具有重要的研究价值。氢氧稳定同位素可以用来反映水分的来源、转
移和蒸发等过程，并在一定程度上反映降水和蒸发的情况。在土壤作物系统中，氢氧同位素分布和变化不仅与气候、土壤和植物等因素有关，同时也受到人为因素的影响。例如，普遍采用的化肥和农药等农业生产方式都会对土壤的酸碱度和粘粒性等影响土壤水分的含量和计量。因此，如何准确的研究土壤水分稳定同位素的变化，对于科学制定合理的农业生产方案具有重大意义。 掌握农田耗水特征，可以更好的合理管理农田水资源，节约用水，提高农业生产效益。根据统计数据显示，我国耕地总面积达1.4亿公顷，其中近90%为旱作区，旱作区粮食产量占全国总产量的70%以上，然而由于土壤质量不佳、气候条件复杂和农业生产方式老旧，导致许多农业区的水资源严重匮乏。针对该问题，需要深入研究提高农田水资源利用率的方法和技术，努力降低耕地用水量和灌溉量等。 综上所述，土壤作物系统中水分及其氢氧稳定同位素的动态是研究农业生产中的重要问题，这不仅对提高农业生产水平具有重要的现实意义，同时也为发展可持续农业提供了重要的理论支持。在今后的研究工作中，需要通过科学的实验设计和综合利用多项研究方法，深入探究土壤水分动态和氢氧同位素的变化规律，建立科学的耗水模型和管理方法，为农村经济发展和生态环境保护做出更大的贡献 综合分析土壤水分稳定同位素的变化规律和农田耗水特征，可以有效提高农田水资源的利用效率，为农业生产的可持续发展提供重要的科学依据。在今后的研究工作中，需要加强对土壤
核技术与核安全课程作业 稳 定 同 位 素 技 术 的 发 展 及 其 应 用
原子核内质子数相同而中子数不同的一类原子称为同位素，它们处在周期表上的同一位置，可分为稳定性同位素和放射性同位素。放射性同位素的原子核是不稳定的，它通过自发的放出粒子而衰变成另一种同位素。而不具有放射性的同位素称为稳定同位素，其中一部分是由放射性同位素通过衰变后形成的稳定产物，称为放射成因同位素；另一部分是天然的稳定同位素，是核合成以来就保持稳定，迄今为止还未发现它们能够自发衰变形成其他同位素。自然界中共有1700余种同位素，其中稳定同位素有270余种。有的元素由很多的稳定同位素组成，如第50号元素锡含有10个稳定同位素；而有的稳定同位素却仅仅只有一个稳定同位素，如元素氟、钠等。 稳定同位素较放射性同位素具有安全、无污染、易控制的优点，在地质、生态、医药、农业等领域研究中得到广泛应用。 1.稳定同位素技术的发展过程 稳定同位素的发现比放射性同位素要晚一些，1912年汤姆孙用电磁分析器（近代质谱计的雏形）才第一次确定了氖-20和氖-22的存在；1927年发现了氧的稳定同位素O 17和O 18 ；1932年发现了重氢（D ）。1936年尤里等用精馏法从水中富集了O 18，随后又用化学交换法富集了Li 8，C 13，N 15和S 34，不但证实了早年发表过的有关分离的计算理论，同时也发现了化学交换法对大量分离轻同位素很合适的。与此同时也采取了几种物理方法分离了若干种同位素。 在1930-1941年期间稳定同位素分离还处于探索阶段，此时尚无工业规模的生产，少量分离物只是提供研究同位素本身的核性质以及作为示踪原子用。到20世纪50年代后期，由于科学技术的进步及稳定同位素特殊性质的逐步显示，才使之得以迅速发展。我国稳定同位素的研制工作起步于50年代中，60年代首先在农业上获得应用。之后，在医药学中的应用也取得初步成果。目前，我国已有一支稳定同位素的研究、生产机应用的技术队伍，个别产品进入了国际市场。 2.稳定同位素分析技术 稳定同位素分析是分离研究、生产和应用的前提，它是稳定同位素科学技术中不可缺少的组成部分。其中最重要的方法是质谱分析，它用于同位素分析已有70年历史，是经典、常用，准确的方法，适用于各种元素同位素质量和浓度测定以及物质成分和结构分析。近来在样品引入、离子源、分析器以及检出系统等四个主要方面都有重大的改进。在样品引入部分加上气相色谱，构成色质联用仪器，可以分析复杂混合物样品而不必转化为简单气体。此外，现在又出现高压液相色谱与质谱联用的更新技术。在离子化方面出现了许多新型离子化型式，如化学离子化，在离子源中产生的离子基本上是分子离子，谱线要比普通的电子轰击离子化单纯得多，大大提高了检测灵敏度。又如场致离子化和场解吸离子化，它们都是不直接轰击样品分子，是一种软离子化技术，不出现离子碎片，基本上没有同位素效应的干扰问题，可以直接分析多成分的混合物样品，而且不必像GC-MS 那样需要引入适合于气相色谱的诱导体，所以操作更为简单。这对多重标记物的分析十分有利，能测定稀释了一百万倍的样品，最小检测量可低到fs(1510 g)。此外，还有激光离子化、大气压离子化和多点场离子化等。在分析器方面，除了磁场偏转形式外，还有一种简便的四重极质量过滤器，它是用四根圆棒电极(最好是双曲线断面型式)代替了笨重的磁铁。对角线上两根电极互成一对，分别加上高
氢氧稳定同位素在水团混合计算中的应用初探 氢氧稳定同位素作为天然示踪剂，研究降水与地表水的混合作用、地表水与地下水的补给作用以及地表水之间的相互作用等过程中具有重要作用，通过二源线性混合模型可以计算二源和三源水团混合过程中端元的贡献率，而在计算多源混合过程中，则需要采用局部分析或者补充其他示踪剂等方式来综合计算。 标签：稳定同位素；水体贡献率；二源线性混合模型 近年來，河流和湖泊水体的富营养化问题日益严重，尤其对于大中型水库而言，库区干流水体营养状态良好，而支流大多保持中营养状态或者富营养化状态，部分支流呈现重度富营养化状态。研究表明，水体富营养化状态主要由营养物质的输入以及水动力条件的变化两方面导致，水作为营养物质的载体以及藻类植物的生长繁衍环境，其自身的运动转移过程直接影响到水体中营养盐的迁移和转化，以及对藻类植物生长繁殖过程的控制，因此计算水体内不同水团的混合比率对于研究水体富营养化状态有着重要意义。目前，氢氧同位素作为一种稳定示踪剂，在河川径流、降雨径流、水源划分以及植物体水分输出等研究方面应用较广[1]，不同水体具有不同的氢氧同位素特征，因此可以利用氢氧稳定同位素来计算河流和湖泊不同水团混合过程中各水源的贡献率。 1 氢氧稳定同位素的天然示踪效果 氢氧同位素均称为稳定同位素，这是因为以水分子存在的D和18O在常温（低于40摄氏度）下非常稳定，很难与接触到的有机质或矿物发生反应，而影响其含量。氢氧稳定同位素在自然界中含量极低，一般的表达方式较为复杂，因此，国际上规定统一采用待测样品中某元素的同位素比值（R）与标准样品中的同位素的相应同位素比值（R标准）的相对千分差作为量度，记为δ（‰）值[2]，即 δ=（R/R标准-1）×1000 式中：R是样品中元素的重轻同位素丰度之比，如（D/H）和（18O/16O）；R标准是国际通用标准物的重轻同位素丰度之比，如（D/H）标准和（18O/16O）标准，一般水体中氢氧同位素测定标准采用国际原子能机构（IAEA）颁布的平均标准大洋水（Standard Mean Ocean Water，即SMOW），而后IAEA通过海水蒸馏后加入其他水配置的，非常接近SMOW的水样作为新的标准，称为VSMOW。由于水分蒸发和冷凝过程中同位素的分馏作用，使得自然界氢氧稳定同位素的分布具有如下效应：纬度效应、大陆效应、季节效应和高度效应，这也使得自然界中不同水体拥有不同的氢氧同位素特征。因此我们可以通过不同水团混合过程中端元水团氢氧同位素特征的变化来研究水团混合的详细过程，计算不同水团的混合比率等。 2 降雨与地表水的混合作用
深海水文氢氧同位素记录及其环境意义研究 深海是一个充满神秘和未知的领域，其内部环境受到地球上多种因素的影响，包括大气、海洋、岩石、生态等。其中，深海水文环境通过观测海水物理、化学和生物状况等数据，能够对大气环境、全球气候和海洋生态等方面提供重要的参考依据。而深海水文氢氧同位素作为一种重要的地球化学记录手段，具有一定的研究价值和应用前景。 一、氢氧同位素研究原理及特点 氧分子主要有三种同位素氧16、氧17和氧18，不同的同位素在热力学稳定原理下在水分子中分布比例有着天然存在的差异，因此可以用来分析水的来源和性质。同样，氢同位素也具有类似的特点，不同的氢同位素在不同的水体中的含量比例也不相同。因此，通过研究深海水文氢氧同位素，可以确定海水的来源和区域，分析海水的运动特征等。 二、深海水文氢氧同位素的记录 深海水文氢氧同位素的观测是通过收集深海的水样来进行的，利用高分辨率的质谱仪和气体比例仪等设备对水样中的同位素含量进行分析。由于深海水文环境相对稳定，因此深海水样可被用于长时间跟踪监测，并可用于比较不同时期的氢氧同位素含量。 三、深海水文氢氧同位素记录的环境意义
1、生态环境 深海水文氢氧同位素的记录可以对洋流和海水环境的变化进行 分析，从而推测海洋生态环境的变化趋势。比如，可以通过对氢 氧同位素的分析，研究深海水的热力学稳定性，推断海水水团运 动的方向。同时，氢氧同位素的变化也揭示了深海中生物生长和 代谢的变化趋势。 2、全球气候 深海水文氢氧同位素在反映全球气候变化过程中的作用是非常 显著的。氢氧同位素存在于不同形式的水体中，如地表水、地下水、大气水汽和海水等，从而反映了地球气候变化的过程。其中，海水中的氢氧同位素可以表征全球气候的变化趋势，并揭示全球 海洋水圈变化的机制。 3、矿床资源 深海中存在着许多重要的矿床资源，如金属矿产、碳酸盐矿物、硫化物矿物等。这些矿物储藏量不仅巨大，而且潜藏在深海中， 因此具有更高的开采成本和技术难度。通过深海水文氢氧同位素 的分析，可以揭示矿床资源的分布和变化趋势，对深海矿产资源 的开发和利用具有指导意义。 四、结论
水资源开发中的氢氧同位素技术应用随着社会经济的发展，人类对水资源的需求越来越大，特别是在干旱地区和人口密集地区，水资源的紧缺问题已经成为制约当地经济和社会发展的瓶颈。传统的水资源开发方式已经无法满足人类对水资源的需求，因此，氢氧同位素技术在水资源开发中的应用变得越来越重要。 一、氢氧同位素技术的概念和原理 氢氧同位素技术是一种利用水分子中的氢和氧同位素比例分析水质和水循环的技术。氢氧同位素技术的原理是基于自然界中水分子氢和氧的同位素组成比例是固定不变的，并且各种水体中同位素比例的差异可以用来揭示不同水体来源、传输和地下水补给等特征。 具体来讲，氢氧同位素技术主要关注的是水分子中的两种同位素：氢同位素和氧同位素。所谓同位素，是指元素原子核内中子数不同的同种原子。对于氢元素来说，自然界中存在两种核含有一个质子的同位素，分别为普通氢同位素和重氢同位素，前者的质子核内只有一个质子，而后者的质子核内除一个质子之外还有一个中子。对于氧元素来说，自然界存在两种核含有8个质子的
同位素，分别为普通氧同位素和重氧同位素。根据同位素的物理、化学性质的不同，同位素表达了多个环节的生物、地球化学和对 环境响应。 二、氢氧同位素技术在水资源开发中的应用 1.水资源的来源 氢氧同位素技术可以通过分析水中氢同位素和氧同位素的组成 比例来确定不同水体的来源。因为不同的水体来源有着自己特殊 的同位素组合特征，所以在区别水体来源方面，这种技术是非常 准确和实用的。利用这一技术，我们可以了解到降雨水、地下水、地表水、蒸发水和雪水等水体来源，并且可以根据同位素特征界 定不同水源的水化学特征。 2.水循环过程研究 水是一种很重要的物质，在生态环境中扮演着极其重要的角色，并且被广泛应用于生产和生活。通过分析水中氢氧同位素的组成 特征，可以在一定程度上推断出水循环过程中水体的转化和传输
水中氢氧同位素不同分析方法的对比 张琳;陈宗宇;刘福亮;贾艳琨;张向阳;陈立 【摘要】Continuous flow Gasbench Ⅱ -IRMS online analytical method and dual-inlet IRMS off-line analytical method were used for hydrogen and oxygen isotope composition analysis in water samples. The comparison of the analytical data from the two analytical systems indicates that Dual-inlet IRMS off-line method provides better hydrogen isotope composition data in reproducibility and accuracy than the data from the other method and the determination precision is superior to 1‰. But for oxygen isotope composition analysis, both analytical methods are able to provide good analytical data in both reproducibility and accuracy with precision of superior to 0. 2‰. However, continuous flow Gasbench Ⅱ -IRMS online analytical method is of predominance in oxygen isotope composition analysis, especially in micro-amounts of water sample analysis or in large quantity of water sample analysis.%采用在线的连续流Gasbench Ⅱ-IRMS和离线的Dual-inlet IRMS分析方法分析水样中氢氧同位素组成.对比两种分析系统结果表明,运用离线的Dual-inlet IRMS测定氢同位素,精密度均小于1‰,比在线的连续流Gasbench Ⅱ-IRMS重现性和精度好;运用离线的Dual-inlet IRMS和在线的连续流Gasbench Ⅱ-IRMS测定氧同位素组成,两种分析方法均得到较好的结果,精密度和准确度基本一致(精密度均小于0.2‰).对于微量水样和大量水样中氢氧同位素组成的分析,在线的连续流Gasbench-IRMS测定氧同位素组成更具有优势.【期刊名称】《岩矿测试》
纸坊沟流域水体氢氧同位素特征及其水量交换研究 马建业;孙宝洋;马波;刘晨光;柏兰峰;李占斌 【摘要】以安塞县纸坊沟小流域为研究对象,通过对2016年6月-2017年5月降水、地下水和沟头、上游、中游、下游的地表径流氢氧同位素特征分析,研究黄土高原丘陵区小流域地下水补给与排泄的时空特征,为该区域地下水资源的合理利用提供依据.研究结果表明:降水氢氧同位素变异系数较高,具有明显的雨量效应、温度效应与季节效应.地表径流和地下水对温度的响应较好.6-11月降水补给地表径流过程中,因蒸发损失约为37％,补给地下水过程的损失为54％.流域不同部位的降水和地表径流对地下水的补给相似,地下水排泄比例从沟头到下游逐渐减小.地下水的补给与排泄也具有明显的季节特征,6月-翌年5月,降水和地表径流对地下水的补给排序分别为:夏季>秋季>冬季和冬季>秋季>夏季,春季无明显的补给现象.地下水对径流的排泄比例冬季最高,夏季最低.降水和径流对地下水的年补给为26.89％和73.11％.地下水中约有88％的水源于夏半年(6-9月)降水的补给,12％的水源于冬半年(10月-翌年5月). 【期刊名称】《水文地质工程地质》 【年(卷),期】2018(045)005 【总页数】10页(P24-33) 【关键词】黄土丘陵区小流域;氢氧同位素;水量交换;蒸发损失 【作者】马建业;孙宝洋;马波;刘晨光;柏兰峰;李占斌 【作者单位】西北农林科技大学水土保持研究所/黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨陵712100;陕西省土地工程建设有限公司/国土资源部退化及
未利用土地整治工程重点实验室,陕西西安710075;西北农林科技大学水土保持研究所/黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨陵712100;西北农林科技大学水土保持研究所/黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨陵712100;西北农林科技大学水土保持研究所/黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨陵712100;中国科学院水利部水土保持研究所/黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨陵 712100;中国科学院水利部水土保持研究所/黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨陵 712100 【正文语种】中文 【中图分类】P641.3;P641.8 地下水是流域水资源重要组成部分，对地下水的补给来源及补给量准确评价是分析水文规律，合理利用水资源的重要基础[1]。在干旱和半干旱地区，地下水的补给量较小，定量估算地下水的补给量尤为困难[2]。氢氧同位素技术的发展为研究区域水分循环提供了有效工具，可以指示水的来源、不同环境下水体的转化与运移，为进一步认识水循环提供了重要依据，该技术在地下水补给、水循环过程得到广泛应用[3]。Hsin Fu Yeh等[4]基于氢氧同位素定量分析了Huanlia河流域季节性补给规律。Sam Earman等[5]对美国西南部地区融雪对地下水的补给特征进行了研究。国内学者也基于氢氧同位素对地下水的水分来源以及补给特征进行相关研究[6]。金章东等[7]研究表明大气降水是青海湖流域浅层地下水的主要补给源。张兵等[8]基于氢氧同位素与水化学示踪定量估算了松花江流域不同的水源对浅层地下水的补给。刘峰等[9]通过氢氧同位素发现北京永定河流域存在浅层地下水越流补给深层地下水的现象。黄土高原丘陵沟壑区水资源短缺，水土流失严重，生态与环境问题突出，二十世纪六七十年代以来修建有大量淤地坝、梯田等水保工程，对流
同位素示踪在地下水流动调查中的应用效果 地下水是人类赖以生存和发展的重要水源之一。了解地下水的流动方向和速度对于地下水资源的合理管理和保护具有重要意义。在地下水流动调查中，同位素示踪技术被广泛应用，其在研究地下水流动过程、判断污染源位置、评估地下水资源可持续性等方面具有显著的应用效果。 同位素是同一种元素的不同原子，其原子核中的质子数一样，但中子数不同。不同同位素具有不同的几何结构和化学性质，因此它们在地下水中的存在和变化可以通过测量同位素的比例来揭示地下水的来源、成因和流动过程。 同位素示踪技术主要包括氢氧同位素、碳同位素、氮同位素和稳定性放射性同位素示踪等。其中，氢氧同位素是最常用的示踪手段之一。地下水中的氢氧同位素比例随着降水的变化而变化，通过对地下水中的氢氧同位素比例进行测量，可以确定地下水的补给来源和补给时间。碳同位素是另一种常用的示踪手段，它可以用于判断地下水中有机污染物的来源和衰变程度。氮同位素的变化则可以揭示地下水中硝酸盐的来源和转换过程。稳定性放射性同位素（如氚和锶同位素）则可以用于测定地下水流速和路径。 同位素示踪技术可以通过利用同位素标记物质的浓度变化来揭示地下水流动的不同过程。例如，当污染物进入地下水系统后，其同位素比例会随着时间和距离的变化而发生改变。根据同位素比例的变化规律，可以推断污染物的来源位置和流动路径，从而帮助确定地下水污染的范围和程度，并为污染物监测和治理提供依据。 同位素示踪技术在地下水流动调查中的应用效果显著。首先，它可以提供准确的地下水流速和流动路径信息，有助于评估地下水资源的可持续性。通过测量地下水中的同位素比例，可以确定地下水补给的速率和方向，从而判断地下水补给途径的可持续性，并为合理开发和利用地下水资源提供科学依据。
环境水稳定同位素比值分析及应用研究 随着人类对环境问题日益关注，研究环境水的稳定同位素比值成为当今环境科 学领域的重要研究方向之一。那么，什么是环境水稳定同位素？它们与环境问题有什么关系？我们如何通过分析环境水中的稳定同位素比值来探究环境问题的相关机理？ 什么是环境水稳定同位素？ 环境水稳定同位素仅仅是水原子不同结合的同位素，主要包括氢同位素（2H，即重水）、氧同位素（18O）和碳同位素（13C）。这些同位素在环境水中的含量 比例通常非常低，因此需要高灵敏度的分析仪器才能测量它们的含量。 环境水中的稳定同位素与环境问题的关联 环境水的稳定同位素对于研究许多环境问题具有重要的指示意义。例如，通过 研究水体中稳定同位素比值可以了解水循环过程中的一些关键因素，如水的来源、蒸发和消融过程等。同时，还可以探究人类活动对环境水的影响，例如氮、硫、铅等元素在环境水中污染的来源、传播以及过程。 稳定同位素比值分析方法 稳定同位素比值分析的方法有很多，常见的包括质谱法、红外光谱法等。其中，质谱法是目前应用最广泛的方法之一，包括GC-C-IRMS和LC-IRIS等多种质谱方法。这些方法通过对样品进行前处理、富集和分离，然后将分离后的同位素通过质谱仪进一步测量，获得样品中各同位素的含量，从而计算出各同位素的比值。 应用研究 稳定同位素比值分析可以应用于很多领域，例如地质学、气候变化等。在环境 科学领域中，稳定同位素比值分析的应用研究范围也非常广泛。以下介绍一些常见的应用研究领域。
环境污染研究 稳定同位素比值可以被用来鉴别污染源。例如，在研究突发性污染事故时，可以测定地下水中污染物质中稳定同位素的含量，从而判断污染源的类型、来源和污染物传输、转化等过程。 氮循环研究 稳定同位素可以用于研究环境中的氮循环，例如氮的来源、生物吸收和利用过程等。通过测定水体中的氮同位素比值，可以研究氮在不同环境中的来源和传输途径。 温室气体排放研究 稳定同位素比值可以用于研究温室气体排放，例如二氧化碳、甲烷等。通过研究指标物质中稳定同位素的含量，可以了解温室气体排放的情况和来源，从而更好地控制温室气体的排放。 总结 稳定同位素比值分析是当今环境科学领域的重要研究方向之一。通过对环境水中稳定同位素的分析，可以探究环境问题的相关机理和受到人类活动影响的程度。随着技术的不断发展和应用研究的不断深入，相信稳定同位素比值分析将在未来的环境科学研究中发挥越来越大的作用。
稳定同位素 什么是稳定同位素？ 稳定同位素是指其中不具有放射活性的同位素。同位素是 指元素的核内具有相同质子数（即原子序数Z）但质子数不同的原子。例如，氢的三种同位素分别为氢-1（1H）、氢-2 （2H，也称为重氢或氘）、氢-3（3H，也称为氚）。其中氢-1是稳定同位素，而氢-2和氢-3是放射性同位素。 相比于放射性同位素，稳定同位素在自然界中存在的丰度 更加稳定。而稳定同位素具有多种用途，在环境科学、地质学、生物学、化学等领域都有广泛的应用。 稳定同位素的应用领域 环境科学 稳定同位素的使用在环境科学领域中非常重要。通过对水体、大气、土壤等环境中稳定同位素的测量，可以追踪物质的来源、运移和转化过程，从而获得对环境系统的理解。例如，氢、氧、碳、氮、硫等元素的稳定同位素分析被广泛应用于水
文地质、地下水、河流和湖泊水质研究、排污源追踪、有机物来源和循环研究等。 地质学 稳定同位素对于地质学也具有重要意义。地质学家通过对 稳定同位素的测量和分析，可以了解地球形成和演化过程中的各种活动，包括岩石和矿物的成因、地壳物质的循环、古气候和古环境的重建等。例如，氧同位素分析被广泛应用于古气候研究，碳同位素分析用于古环境研究，硫同位素分析用于岩石和矿石成因研究等。 生物学 稳定同位素在生物学领域中也有广泛的应用。通过对食物 链中不同生物体稳定同位素的测量，可以了解食物链结构、物种间的营养关系和能量流动。稳定同位素还可以用于动物迁徙和栖息地选择的研究，通过对动物体内稳定同位素含量的分析，可以确定动物的迁徙路线和栖息地的选择。此外，稳定同位素还可用于植物光合作用研究、动物种群演化和人类营养学研究等。
稳定同位素分馏 稳定同位素分馏是指同一元素不同同位素之间在自然界中分布不均匀的现象。同位素是指原子核内具有相同质子数但中子数不同的同一元素，其化学性质基本相同，但物理性质不同。稳定同位素是指不放射性的同位素，其核内中子数与质子数之比相对固定，不会发生衰变。 稳定同位素分馏在地球科学、生物学、环境科学等领域都有广泛的应用。例如，在地球科学中，利用稳定同位素分馏可以研究地球物质的起源、演化和循环过程；在生物学中，稳定同位素分馏可以研究生物体内物质的代谢途径和食物链的传递关系；在环境科学中，利用稳定同位素分馏可以追踪污染物的来源和传输途径。 稳定同位素分馏的原理是基于同位素在物质中的化学反应速率不同。同一元素的不同同位素具有不同的原子量，因此在化学反应中的速率也会有所不同。例如，在自然界中，水分子中的氢原子有两种同位素：氢-1和氢-2，其中氢-2也称为重水，其原子量比氢-1高一倍。因此，在水的氢氧同位素分析中，可以利用氢氧同位素比值来研究水的来源和循环过程。 稳定同位素分馏的分析方法主要有质谱法和红外光谱法。质谱法是利用质谱仪对样品中的同位素进行测定，可以测定多种稳定同位素的比例。红外光谱法则是通过红外光谱仪对样品中的分子振动频率进行测定，从而得到同位素的比例。 稳定同位素分馏在地球科学中的应用主要包括地质年代学、地
球化学和大气科学等方面。在地质年代学中，利用稳定同位素分析可以确定地层的年代和古气候环境；在地球化学中，可以研究元素的起源和演化过程；在大气科学中，可以追踪大气中的气体来源和传输途径。 在生物学中，稳定同位素分馏可以用于研究生物体内物质的代谢途径和食物链的传递关系。例如，在食物链中，稳定同位素分析可以确定食物链中各级消费者的同位素比例，从而推断它们的食物来源和食物链的传递关系。在生物体内，不同同位素的比例也可以反映生物体代谢途径和生长环境。 在环境科学中，稳定同位素分馏可以追踪污染物的来源和传输途径。例如，在水体和土壤中，稳定同位素分析可以确定污染物的来源和传输途径，从而指导环境污染的治理和防控工作。 总之，稳定同位素分馏是一种重要的科学研究方法，广泛应用于地球科学、生物学、环境科学等领域。它不仅可以揭示自然界中的一些重要现象和规律，也可以为人类的生产和生活提供科学依据和指导。
基于氢氧稳定同位素浑善达克沙地天然黄柳吸水来源和耗水耦 合研究 随着全球气候的变化和经济的迅猛发展,生态环境日益恶化,生态和工业用水的矛盾逐渐增加,这种情况在干旱半干旱地区尤为突出。天然植物对恢复荒漠土地生产力和维持生态平衡起着极为重要的作用。 天然灌木林是浑善达克沙地防风固沙的极佳树种,为探索天然灌木在有限的水资源环境下的生存情况,需研究灌木在不同季节的水分利用来源、形式及与其耗水量之间的关系。本文基于氢氧稳定同位素示踪的方法,以黄柳为研究目标,分析了其植被-土壤水分运移规律,同时结合黄柳生育期的蒸腾量,研究了黄柳的吸水来源和耗水耦合关系。 主要的研究成果为：(1)利用氢氧稳定同位素示踪原理,分别研究了降水、土壤水和地下水等可供给植物水分的各潜在水源在不同季节的水分变化特征和氢氧同位素的分布规律,其中当地大气降水线方程为：δD=7.44δ 18O+2.11(R2=0.93),其斜率小于全球降水线方程的斜率。(2)基于氢氧稳定同位素示踪原理,通过对植物茎干水和潜在水源的D、18O对比分析,定性判断黄柳根系的主要吸水层位,并根据能量平衡原理建立多源线性混合模型定量计算出各潜在水源对黄柳的水分贡献率。 结合不同月份温度、大气降水、地下水埋深等因子对植物水分吸收情况的影响,分析了黄柳的抗旱机制,结果表明黄柳可以通过自身调节朝着优势水源的方向发展以适应不同环境。(3)根据当地气象数据和黄柳的生理生态特征的实测数据,利用FAO推荐的双作物系数法,计算出研究区参考作物蒸散量ET。 ,推算出黄柳在生育期内的作物系数K。,从而计算出天然黄柳的生育期内耗
水量为296.67mm,并与实测黄柳耗水量进行了有效性检验,其相关系数为0.92,两者表现出显著的相关性。 (4)将黄柳生育期的吸水来源和耗水耦合,通过对不同季节黄柳的耗水量和降水、土壤水相应的定性分析,表明在降水出现亏缺的时候,土壤水成为植物的主要水分来源,同时定量分析了黄柳蒸散量所需水分来源的贡献量,反映出黄柳应对不同季节的良好的抗旱适应机制。
新型激光光谱仪测定水样氢氧稳定同位素比率的分析方法与性 能研究 田彪;孙维君;丁明虎;张通;效存德;张东启 【摘要】为明确激光同位素光谱仪的性能特点、测试精度和减少记忆性误差,该文对基于波长扫描光腔衰荡光谱(WS-CRDS)技术的Picarro L1102i型激光同位素光谱仪进行快速分析方法和高精度分析方法的记忆性误差测试实验,并与MAT 253 型同位素比质谱仪的测试结果进行精度对比,进而验证方法的可靠性.结果表明:高精度分析方法的数据精度优于快速分析方法,但两者并无本质差异;两种方法所得 δ18O测试值与MAT 253测试值的平均偏差都在0.0001%以下,所得δD测试值与MAT 253测试值的平均偏差分别为0.0016%和0.0006%,均符合测试精度要求.基于Picarro L1102i型光谱仪的样品准备过程简单,测试成本比MAT 253型质谱仪低,在常规水样分析中具有较大的应用潜力.%In order to understand performance characteristics and test the accuracy of laser isotope spectrometer and reduce its memory error, memory error test have been carried out for rapid analysis method and high-precision analysis method of Picarro L1102i laser isotope spectrometer which is based on the wavelength-scanned cavity ring down spectroscopy (WS-CRDS)technology, and the accuracy comparison was carried out with the test results of MAT 253 isotope ratio mass spectrometer so as to verify the reliability of the method. Results show that accuracy of data of high-precision analysis method is superior to rapid analysis method but there is no essential difference between them. The average deviation of δ18O test value and MAT 253 test value obtained from these two methods is below 0.000 1%
mat253同位素质谱仪水平衡法氢氧同位素 全文共四篇示例，供读者参考 第一篇示例： MAT253同位素质谱仪水平平衡法氢氧同位素 一、绪论 同位素是指同一元素中原子核内的质子数相同，而中子数不同的核，同位素质谱仪（Mass Spectrometer，MS）是一种通过对样品中不同同位素的质量进行分析的仪器。 现代科学技术的发展离不开同位素的应用，同位素可以用来追踪元素的起源、转化过程、地下水动态等。在环境科学、地球化学、生态学、医学、生物学、物理化学等领域，同位素分析技术得到了广泛应用。MAT253同位素质谱仪是一款用于检测氢氧同位素的高精度仪器，通过水平平衡法实现对氢氧同位素的检测。 二、MAT253同位素质谱仪的原理 MAT253同位素质谱仪是一种利用高能荷质比偏转磁场进行氢氧同位素分析的仪器。其基本原理是通过电场和磁场对气态或溶液形态的样品中的分子进行分解，然后根据不同同位素的质量谱分布在检测器上的位置进行检测和分析。其工作原理主要包括四个步骤：采集、解析、检测和数据处理。
1. 采集 样品进入质谱仪后，首先经过离子化器，将样品分子离子化。离子化器通过加热或者化学反应的方式将样品分子转化为离子，这些离子带有正电荷，进入带电磁场的源部。在带电磁场的作用下，离子被电场和磁场分别加速和偏转，并由入射区进入质谱管。 2. 解析 在质谱管内，离子受到磁场和电场的作用，经过一系列检测器、偏转器和收集器的装置，不同质荷比的离子受到不同偏转力，被分离开来，形成质谱图谱。 3. 检测 检测器是在众多同位素和元素中选择的电子倍增器，其主要功能是将来自解析部位的粒子信号电流转化为强度和时段可比较的电压信号，以便于进一步处理和分析。 4. 数据处理 MAT253同位素质谱仪通过计算机系统的配合完成对样品中氢氧同位素含量和分布的分析和处理，包括质杂分布谱、质量碎片谱、质量联络谱等。通过数据的处理，得到氢氧同位素的相对含量和标准浓度值。 三、水平平衡法氢氧同位素定量分析
同位素技术在水文学中的应用 一.基本概念 1 .同位素 同位素：具有相同原子序数（即质子数相同，因而在元素周期表中的位置相同），但质量数不同，亦即中子数不同的一组核素。 特点：相同元素同位素的化学性质相同。 同位素的分类： ›依据同位素是否衰变，可将同位素分为：放射性同位素和稳定同位素。 ›依据同位素是否是由人工产生的，可将同位素分为：自然同位素和人工同位素。 2 .同位素技术 同位素技术就是采用水中自然存在的环境同位素（如2H. 3H. 18。、u c等）来标记和确定水的年龄、特征、来源及其组成，或者在水中加入放射性含量极低的人工同位素作为示踪剂来确定水的运移和变化过程。前者称为环境同位素技术，后者称为人工同位素示踪技术。 2.1 同位素技术方法的一般程序： 第一，要依据肯定要求，采集待测试的样品，并按规定进行包装； 其次，把样品送到试验室进行测试； 第三，依据测试结果进行认真分析。 2.2 同位素技术方法： 第一，同位素丰度：反映同位素成分组成的指标是同位素肯定丰度和相对丰度。 其次，同位素分储：由于同位素养量不同，因此在物理、化学及生物化学作用过程中，一种元素的不同同位素在两种或两种以上物质（物相）之间的安排具有不同的同位素比值的现象。自然界中的化学反应、不行逆反应、蒸发作用、集中作用、吸附作用、生物化学反应等过程都能引起同位素分储。 同位素分微系数（α ）表示两种物质之间的同位素分储程度，等于两种物质的同位素比值（R）之商，即a =R A∕R B（式中：RA为分子在A或是A相态中重同位素与轻同位素的比值. RB为分子在B或是B相态中的重同位素与轻同位素的比值）二.同位素在水文学中的应用20世纪50年月开头，同位素技术应用于解决各种水文学和水文地质学问题，随着同位素分析技术的进展，通过讨论水体及某些溶解盐类的同位素组成，同位素技术和方法己经成为水科学讨论的现代手段之一，同位素技术和方法可以有效地示踪水循环，如指示水的来源，水体的运移途径和数量，确定水的年龄，纪录水岩相互作用的地球化学过程，环境同位素和人工同位素在水汽来源、地表水与地下水的相互作用、地下水起源及测年、水体污染物的来源以及气候变化和人类活动对水循环的影响等讨论领域的应用非常广泛.为确定各类水体的成因和演化机制供应重要的依据，也为合理采用水资源奠定了基础。 1 .稳定同位素的应用 稳定同位素的组成受形成温度等条件的制约，目前应用较广泛，往往在不同物质或同一物质的不同相中产生分馈现象，成为自然的示踪剂。主DJ8O,34S产N,53Q和87s r等，在地表水中可以讨论大气降水和降雨径流关系等，在地下水讨论中可用于讨论地下水的形成机制, 地下水中的污染源及地表水与地下水的相互关系等。 1.1 大气降水 1.1.1 降水中的氢氧同位素关系 Craig全球大气降水线（GMWL）
氢氧稳定同位素 稳定同位素的分子，最重要的特点是有着相同的核电荷数。由于核电荷数总是与质子数相等，所以在化学反应中不可能再进行“核”裂变了，因此它们只能按原来的核电荷数，在化学反应中作为中间产物出现，也就是说，我们看到的氢氧稳定同位素都具有相同的元素符号，即 只要稳定同位素是一种，就不需要区别其同位素的种类，而是看稳定同位素的原子数。例如： 5个氢分子构成的同位素是氢元素 的6个原子，又如3个氧分子构成的同位素是氧元素的3个原子， 2个氮分子构成的同位素是氮元素的2个原子。它们都是单质，不存在两个或两个以上的氢原子结合生成的盐，但它们都能跟酸反应，只是反应速度不同。在高温下的水蒸气中，还能形成大量的氢氧化物（如nah），所以氢氧化物的分子构成中也要有氢原子，才能叫氢氧化物，否则就不叫氢氧化物了。 1、相同元素不同原子数的氢氧化物比较各个类型的氢氧化物的 相对原子质量不同。如4个碳分子构成的氢氧化物，其相对原子质量为14， 4个氧分子构成的氢氧化物，其相对原子质量为18， 3个氮分子构成的氢氧化物，其相对原子质量为16，而2个氢分子构成 的氢氧化物，其相对原子质量为12，则氧化铝是氢氧化物。各个 类型氢氧化物的相对分子质量随着碳分子数的增加而逐渐降低。如：碳原子数为8，它的氢氧化物相对分子质量是16；碳原子数为9，它的氢氧化物相对分子质量是18。 2、相同元素不同质子数的氢氧
化物比较3、相同元素不同中子数的氢氧化物比较对于氢氧化铝来说，氢氧化铝中最多有4个质子（ 4个质子的氢氧化铝是混合物，既有4个质子也有2个质子），也可以理解为氢氧化铝中最少有4个质子。而对于氧化铝来说，氧化铝中最多有4个中子（ 4个中子的氧化铝是混合物，既有4个中子也有2个中子），也可以理解为氧化铝中最少有4个中子。而对于二氧化碳来说，它的最多的就是4个质子了。因为它没有4个中子，也没有4个质子。但是对于一些稳定同位素来说，不能用碳元素来判断稳定同位素的类型。 氢氧化钠的性质和应用:@@ 氢氧化钠是强碱，在水中完全电离生成na+和oh-氢氧化钠具有吸水性和潮解性，能够使酚酞变红，石蕊试液变蓝，能和一些酸反应。
---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印--- 题目：石家庄地区大气降水中稳定同位素的环 境效应及其不同算法下的大气水线方程 目录 Shijiazhuang Area and Atmospheric Water Line Equation under Different Algorithms Abstract: This paper calculates the atmospheric waterline equation with six different algorithms based on the quantity and meteorological data of hydrogen and oxygen isotopes in the flood water of Shijiazhuang from 1985 to 2003 from the Institute of Hydrogeological Engineering Geology (Shijiazhuang, Hebei) in GNIP. The rmSSEav of this algorithm is the smallest in spring, summer and autumn PWRMA. The rmSSEav of winter PWMA is the smallest, so choose PWMA to calculate the atmospheric waterline equation in Shijiazhuang
winter. d values in precipitation are high from July to March and low from April to June. The reason why the intercept and slope of the national atmospheric waterline equation are larger than that of the region is mainly due to the dry climate in Shijiazhuang. The δD and δ18O monthly changes in shijiazhuang area were shown to be high in the second half (april-oct), low in the first half (november-march), and excessive deuterium was subjected to vapor pressure, temperature and precipitation. Among them, temperature effect is dominant, positive correlation and obvious correlation. Key words:Shijiazhuangarea; different algorithms; atmospheric waterline equation;Environmental effects; 1引言 首次国际大气降水同位素研究开始于20世纪50年代［1］，在20世纪60年代全球氢氧同位素监测网(GNIP)由世界气象组织(WMO)和国际原子能机构(IAEA)共同创建，为监测全世界大气降水同位素奠定了基础。大气水线方程是进行区域研究的基准，是降水中δD和δ18O采用最小二乘法进行回归分析得到的，它可以表示为δD=aδ18O +b［2］，其中a反映δ18O 和δD分馏快慢，b表示δD偏离于平衡状态的程度［3］。Craig(1963)［4］通过对北美大陆不同水体中氢氧同位素的研究得出δD和δ18O间存在δD=8δ18O +10的关系，从此以后它们的这种关系被称作全球大气水线方程(GMWL)。 降水同位素监测在我国研究的比较晚，在1983年前我国仅香港一个观测点［5］，后来创建银川、昆明等好几个站点［6］。至今，我国在上述站点的数据基础上得到多有效的理论支撑，对降水在局部地区，甚至在大尺度，大空间［7-18］的稳定同位素分布特征、水汽输送过程、变化规律与机制、同位素效应等已获得了一系列重要的认识。郑淑蕙等［19］最先研究得出我国大气水线方程，将其表示为δD=7.9δ18O.+8.2;经过对不同大气水线分析，其不同不仅与采集降水样本年限、地点和数量有关，与算法的选取密不可分。大气水线计算多用(OLSR)，其缺点是对样品给予同等重要的地位(IAEA，1992)。王圣杰［20］基于6种不同的算法研究过天山地区的大气水线。发现在OLSR、MA、RMA、PWLSR、PWMA、PWRMA 中，该地区的大气水线计算方法中最适合的是PWLSR算法。因此，本文结合GNIP数据，用OLSR、MA、RMA、PWLSR、PWMA、PWRMA这6种不同计算方法应用到石家庄地区的大气水线中，并对计算结果进行比较。结合降水中同位素的水汽压、降雨量、温度以