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δ18O与氯相关关系优化探讨

【摘要】:两组回归方程相关系数R 2分别为0.68和0.72,说明氯离子值越大,氯与δ18 O的相关关系越大。

4.2.1 δ18 O与氯相关关系

稳定同位素两个参数δ2 H和δ18 O分别与氯离子进行相关关系分析,δ2 H与氯离子的相关系数R 2为0.61,δ18 O与氯离子的相关系数R 2为0.59,相差不大,根据分馏性质本文只选择δ18 O与氯离子进行深入分析。

氯离子小于250mg/L的井点氯与δ18 O值几乎不相关,对氯离子大于250mg/L的入侵组和氯离子大于1500mg/L的入侵组分析氯与δ18 O的相关关系,见图6和图7,氯离子值与δ18 O值均呈正相关关系。两组回归方程相关系数R 2分别为0.68和0.72,说明氯离子值越大,氯与δ18 O的相关关系越大。方程斜率都是0.0002,但氯离子大于250mg/L组的截距比氯离子大于1500mg/L组的截距大。

图5 Cl>250mg/L的δ2 H与δ18 O关系

图6 Cl>250mg/L的δ18 O值与氯关系

图7 Cl>1500mg/L的δ18 O值与氯关系

4.2.2 氯离子扩散

按两组回归方程分别计算相同氯离子时,大于250mg/L组计算δ18 O值比大于1500mg/L组计算δ18 O值偏负。原因是同位素只发生分馏效应,不会因同位素富集程度不同而产生同位素扩散,而水体溶质如氯离子当存在浓度梯度时,会发生离子扩散,使离子浓度逐渐趋于平衡[10],尤其对于海水入侵严重区,氯离子值和浓度梯度都很大,扩散使氯离子值变小,导致评价结果偏小。而根据氯值计算δ18 O值,扩散导致的氯值减少量需要增加海水来弥补,使计算偏正,而氯值小时,梯度不大,扩散影响不明显。图1和图2的海水入侵前锋线也证明该规律,氯离子值绘制的海水入侵前锋线受到浓度扩散影响,其走势比较流畅圆润,而δ18 O值绘制的海水入侵前锋线不受浓度扩散影响,其大值边界呈斑点状。

故稳定同位素示踪能克服氯离子示踪的扩散影响,更准确地评价海水入侵。