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地下水系统研究是正确评价和合理开发区域地下水资源、实现地下水资源可持续利用的基础,并为区域水资源管理提供重要依据.以鄂尔多斯盆地白垩系北区典型剖面为基础,进行了剖面水流计算机模拟,并在水流模型的基础上进行了地下水年龄分布模拟,结合剖面水化学和环境同位素资料对剖面地下水补给排泄特征和地下水流系统进行了分析.水流模拟结果显示,剖面发育水流系统分为3级,即局部、中间和区域循环系统,剖面分水岭西侧3个级次的循环系统界限明显,而剖面分水岭东侧不同级次循环系统之间的界限则较为模糊.局部和中间循环系统的径流速度和水交替强度都大于区域循环系统,分水岭东侧地下水交替强度要大于分水岭西侧.根据模型单元间水均衡数据计算各水流系统水循环强度显示,剖面上地下水循环量主要集中在局部和中间循环系统.
论文分别采用地下水动力学方法、<14>C运移模型和直接模拟对剖面地下水年龄分布进行了模拟,模拟结果显示,单纯地下水动力学方法计算剖面地下水滞留时间与实测<14>C年龄相比过大,<14>C运移模型和直接模拟计算的地下水年龄与实测<14>C年龄较为接近,但直接模拟结果整体上比<14>C运移模型模拟结果偏大.<14>C年龄模拟结果显示,局部循环系统地下水<14>C年龄一般为几百年,最大不超过2000年,中间循环系统地下水年龄<14>C年龄在几千到15000年,区域循环系统地下水<14>C年龄在10000年以上,最大可超过25000年.剖面水化学和同位素数据揭示的地下水流系统特征与数值模拟结果基本一致.自分水岭向西沿深层地下水流线,水化学类型呈分带性,但分水岭东侧未见明显水化学分带.分水岭地区稳定同位素比值比两侧明显要高,分水岭西侧比东侧更偏负,说明分水岭西侧更多的保留了古地下水特征,而东侧地下水交替强烈,地下水流动过程中接受了年轻地下水的补充.