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征，结果表明沙漠地区浅层地下水的主要补给源为降水的侧向入渗，同时浅层地下水补给湖水；Ｑｉａｎ
等 ［２４］ 通过分析太湖西部流域氢氧稳定同位素组成，以土壤水、河水、地下水和雨水作为源，运用多源
质量平衡模型计算了不同季节各水体之间的转化量。许多学者也利用氢氧稳定同位素对湖泊水量平衡
进行定量研究，如太湖、达里湖等 ［２５ － ２６］ 湖水蒸发量计算。同位素示踪与模型计算相结合有助于更客观
全面地认识局地的水文循环机理，在区域河流地表水与地下水转化关系的研究中已有应用 ［２７ － ３０］ 。
本文以元荡湖区域为研究区，利用氢氧稳定同位素示踪、同位素模型计算和水文地球化学分析等
手段，收集 ２０２２年 １２月、２０２３年 ６月的地表水与地下水样品，监测降水量、水位、水温等主要参
数，查明元荡湖区域地表水、地下水同位素及水化学变化特征，揭示元荡湖流域地表水与地下水之间
的转化关系，为元荡湖区域乃至太湖流域生态环境治理与修复提供科学依据。

２ 研究区概况

元荡湖区域地理位置为东经 １２０°５１′ ! １２０°５５′，北纬 ３１°０３′ ! ３１°０５′。该区域地跨苏州市吴江区
２
和上海市青浦区，东北部与淀山湖相连，整个湖盆形态呈蝶形，湖泊总面积为 １２．９９ｋｍ 。元荡湖区域
属于北亚热带季风气候区，春夏盛行东南风，秋冬多偏北风，７—９月常受台风影响，多年平均气温
１５．７℃，四季分明，夏季高温多雨，冬季干燥少雨，同时可能出现寒潮天气，区域内无霜期较长约为
２２６ｄ，日照时间较为充足，多年平均日照时数 ２０８６．４ｈ。太湖流域多年平均降雨量 １１８１ｍｍ，年降水
３
总量 ４１４亿 ｍ ，陆面蒸发量为 ７６４ｍｍ，水面蒸发量为 ８４２ｍｍ，元荡湖位于太湖流域的东南部，近五年
的年平均降水量为 １４０４．１ｍｍ，多年平均蒸发量为 ８８２ｍｍ。如图 １（ａ）所示，元荡湖平均水位为 ０．４２ｍ，
３
湖泊容积 ２５９２万 ｍ ，由于该图仅绘制湖岸附近水域深度，来测得湖底深度。元荡湖是典型的平原浅
水湖泊，出入湖水的河流较多，入湖河流多在湖的西及西北部，以八荡河为主要河道，与太湖流域联
系较紧密；出湖河流在东南部，经太浦河注入黄浦江。区域内地势较低平，地下水类型主要为松散岩
类孔隙水，根据区内地下水的赋存条件、水文地质特征、水力学性质以及含水层的空间分布和成因，
可将该区的含水层划分为潜水层和第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ承压含水层组。潜水层组主要由黏土和粉砂构成，含
水层厚度小于 ５ｍ，水位埋深在 １～３ｍ；第Ⅰ承压含水层由上更新统河流、湖泊和海洋相交替沉积形
成的砂层组成，埋藏深度介于 ８～８０ｍ之间，含水砂层颗粒较细，通常由夹层状粉砂、粉细砂以及粉
砂与亚砂土互层构成；第Ⅱ承压含水层组主要由中更新统河流和湖泊相沉积形成的砂层组成，埋藏深
度介于 １００～１６０ｍ之间，厚度一般大于 ２０ｍ，在最厚处可达 ３０余米，颗粒较粗，以细中砂为主，局
部含有粗砂；第Ⅲ承压含水层组主要由下更新统砂层组成，厚度介于 １４～１００ｍ之间，由灰黄色、黄
褐色的粉砂、中细砂以及含砾的中粗砂构成。

３ 材料与方法

３．１ 样品采集与测试 在元荡湖流域沿湖设定 ３条剖面，共设置 ９个地下水采样点，９个地表水采样
点（图 １（ｂ）），于 ２０２２年 １２月和 ２０２３年 ６月，采集地表水和地下水样品。其中，湖水样品 １８个，地
下水样品共采集 ４８个。采用自制的不锈钢取样器收集水样。现场采用 ０．４５μ ｍ孔径的醋酸纤维滤膜进
行过滤，使用洗净、干燥的 １００ｍｌ高密度聚乙烯塑料瓶（ＨＤＰＥ）盛装样品，用 Ｐａｒａｆｉｌｍ膜密封瓶口，
防止发生分馏。样品运回实验室后保存在 ４℃的冰箱中，用于测定氢氧稳定同位素组成。所有水样的
氢氧稳定同位素组成测定在 ＬＧＲ激光同位素液态分析仪（ＧＬＡ４３１ － ＬＷＩＡ）上进行，测量之前采用０．２５μ ｍ
的 Ｎｙｌｏｎ滤膜和 ＰＥＳ滤膜进行过滤，测量结果用国际原子能机构的标准样品 Ｖ － ＳＭＯＷ 进行校正，每
１８
２
个样品重复测量 ６次，取平均值，δＨ、δ Ｏ是构成水分子的两种同位素，其测量精度分别为±１‰和
±０．１％。用 ＨｏｒｉｂａＥＣ?ｐＨ计现场测量水样的温度、电导率（ＥＣ）和 ｐＨ值。阴离子浓度使用离子色谱仪
（ ＩＣＳ － １５００）测定，阳离子浓度使用 ＩＣＰ － Ｏｐｔｉｍａ７３００ＤＶ型全谱直读等离子体发射光谱仪测定，误差小
于 ５％。上述测量均在河海大学地球科学与工程学院实验室进行。

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