Page 49 - 2024年第55卷第4期

图 ７ 元荡湖氢氧稳定同位素组成与水温相关关系图

２
２
感性较小，用 Ｈ作为示踪剂估算太湖蒸发量与观测值更接近，基于此，本文利用水体中 Ｈ来估算湖
水的蒸发量，湖泊水量平衡方程如下：
ｄＶ
Ｐ ＋ Ｉ ＝ Ｑ ＋ Ｅ ＋ （４）
ｄｔ
）
ｄ （Ｖ·δ Ｌ
＋ （５）
＋ Ｉ ＝ Ｑ δ Ｑ
Ｐ δ Ｐ δ Ｉ ＋ Ｅ δ Ｅ
ｄｔ
式中：Ｉ为单位面积入湖水的水量，ｍｍ；Ｑ为单位面积出湖水的水量，ｍｍ；Ｅ为湖水的蒸发量，ｍｍ；
分别为入湖水、出湖水、湖泊蒸发水
Ｐ为降水量，ｍｍ；ｄＶ?ｄｔ为元荡湖蓄水量的变化；δ Ｉ 、δ Ｑ 、δ Ｅ 、δ Ｐ
汽、降水中的氢同位素值，‰。出入湖水的数据来源参考吕永政 ［７］ 对元荡湖的出入湖河道流量统计，
降水量数据来自苏州气象局。
湖水的补给来源为河水、地下水和大气降水；湖水的蒸发量 Ｅ：
ｄ δ Ｌ ｄｖ
Ｖ ＋ （ δ Ｌ δ Ｑ － ） ＋ Ｐ（ δ Ｑ δ Ｐ
－ ）
－ ） ＋ Ｉ（ δ Ｑ δ Ｉ
ｄｔ ｄｔ
Ｅ ＝ （６）
－
δ Ｑ δ Ｅ
ｄ Ｖ
Ｇ ＝ Ｑ ＋ Ｅ ＋ － Ｉ － Ｐ （７）
ｄｔ
式中：δ Ｌ 为湖水氢同位素组成平均值，‰；δ Ｉ 为入湖河水与地下水的氢同位素组成加权平均值，‰；δ Ｐ
为出湖河水的氢同位素组成加权平均值，‰。谢成玉
为大气降水的氢同位素组成加权平均值，‰；δ Ｑ
等 ［４０］ 测得的太湖湖水数据与本文较为接近，故河水的氢同位素数据取自该文章。
根据 Ｈｏｒｉｔａ等 ［４１］ 给出的氢同位素分馏系数与温度的关系如下：
(
)
[
＋
－
α ＝ ｅｘｐ １１５８ ．８ ( （２７３．１５ ＋ Ｔ） ３ ) － １６２０．１ ( （２７３．１５ ＋ Ｔ） ２ ) ＋ ７９４．８４ （２７３．１５ ＋ Ｔ） １６１ ．０４ ＋ ２９９９２００ ３ ]
９
１２
６
１０
１０
１０
１０００ （２７３．１５ ＋ Ｔ）
（８）
式中 Ｔ为湖水水面的温度，℃。元荡湖 １２月份的湖面平均水温 Ｔ为 ８．２８℃，计算出氢同位素分馏系
＋
＋
数 α为 １．０９９３，同位素分离因子 ε为 ９９．３‰。６月份的湖面平均水温 Ｔ为 ２７．７８℃，计算出氢同位素
＋
＋
分馏系数 α为 １．０７５８，同位素分离因子 ε为 ７５．８‰。
由于缺少对降水 同位素 组分 的直 接观 测，采用 中国 科学 院 常 熟农 业 生 态试 验 站 （１２０°４１′５３″Ｅ，
２
１８
３１°３２′５６″Ｎ）观测得到的经验公式 ［３７］ 计算每月降水 δＨ和 δ Ｏ的月平均值 ［３８］ ：
１８
２
δ Ｏ ＝－ ７ ．６５４ － ０．００６Ｔ＋ ０ ．０２３Ｓ （９）
Ｐ
１８
２
δＨ ＝ ８ ．７７ δ Ｏ ＋ １３ ．９６ （１０）
Ｐ
Ｐ
式中：Ｔ为月平均气温，℃；Ｓ为月总日照时数，ｈ，１２月和 ６月的 Ｔ分别为 ７．４℃、２５．２℃，１２月和
６月的 Ｓ分别为 １９６．１ｈ、１５３．８ｈ。数据来源：２０２１年中国统计年鉴上海月平均气温和月总日照时数。
— ４ ２ ３ —