ラジウムと安定同位体（重水素と酸素-18）を用いたポヤン湖（中国東部）への地下水の流出場所と流出源の特定

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Sci. Total Environ..2020 Jun;740:140163. S0048-9697(20)33684-6. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.140163.Epub 2020-06-12.

ラジウムと安定同位体（重水素と酸素-18）を用いたポヤン湖（中国東部）への地下水の流出場所と流出源の特定

Identifying locations and sources of groundwater discharge into Poyang Lake (eastern China) using radium and stable isotopes (deuterium and oxygen-18).

Fu Liao
Guangcai Wang
Lixin Yi
Zheming Shi
Guoqiang Cheng
Qingmin Kong
Wenqing Mu
Liang Guo
Ke Cheng
Na Dong
Chenglong Liu

PMID: 32563886 DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.140163.

抄録

水資源管理及び生態系の安全保障のためには、鄱陽湖への地下水の流出(場所及び流出源)に関する知識が必要である。本研究では、地下水と表流水（河川水、湖水）の水理化学的・安定同位体（δD、δO）とラジウム（Ra、Ra、Ra）の同位体分析を行い、鄱陽湖への地下水の放流場所と放流源を特定した。その結果、乾季には地下水の流出域が広範囲に広がっていることがわかった。また、地下水の流出場所は、2つの水流プロフィールに沿った湖水中のラジウムと安定同位体の進化によって示された。また、甘江川と秀水川の合流地点では、湖水よりも負のδO値を持つ地下水が流出しており、この地域の地下水流出の割合は河川水の流入量に近いと推定された。鄱陽湖の地下水の主な湧水源は、湖周辺の砕屑岩間隙亀裂帯水層と岩盤亀裂帯水層に由来するものと推定された。また、人為的活動の影響を受けた地下水が鄱陽湖に流出している可能性があることも明らかになった。今後、ポヤン湖の管理・保護のためには、ポヤン湖への地下水の流出に焦点を当てた調査が必要である。

Knowledge of groundwater discharge (location and sources) into Poyang Lake is needed for water resources management and ecological security. In this study, hydrochemical and stable (δD and δO) and radium (Ra, Ra, Ra, and Ra) isotopic approaches were employed to study the hydrochemical and isotopic characteristics of groundwater and surface water (river water and lake water) to identify the places where groundwater discharged into Poyang Lake and the groundwater discharge sources. The results showed that the groundwater discharge area was extensive during the dry season. The locations of predominant groundwater discharge were indicated by the evolution of radium and stable isotopes in lake water along two water flow profiles. At the confluence of Ganjiang and Xiushui rivers, groundwater with more negative δO value than that of the lake water discharged into this area, and the estimated groundwater discharge proportion in this area was close to that of the river water input. The main sources of groundwater input for Poyang Lake were inferred to originate from clastic rock pore-fissure aquifer and bedrock fissured aquifer around this lake. This study also found that groundwater affected by the anthropogenic activities may have discharged into Poyang Lake. Future studies are required to focus on groundwater discharge into Poyang Lake for its management and protection.