通过对银川平原沿地下水流向自西向东,自南向北分布的东西向、南北向地下水年龄及同位素剖面以及地下水流场分布特征分析,反映出平原内存在两种地下水径流系统:区域地下水径流系统和局部地下水径流系统。
一、局部地下水径流系统
平原自西向东,自南向北,由贺兰山洪积扇至黄河冲积平原、由黄河冲积平原至冲湖积平原,形成多个局部地下水流系统。
贺兰山山前洪积扇局部地下水流系统主要接收山区沟谷径流及降水的垂向入渗补给,在山前循环深度大于100m,在扇缘带细粒带弱阻水层以泉及溢出湖的形式排泄。地下水δD、δ18O较低,氚和14C含量低,地下水氚年龄大于45a;近山地带,地下水14C年龄为古水。地下水更新速率(0.1%~1%)·a-1,反映该系统水循环深度较大,地下水交替相对缓慢,为一相对封闭的水流系统。
引黄黄灌区自南向北,形成多个局部水流子系统,主要接受引黄灌溉渠系及田间渗漏补给,循环深度小于60m,地下水以蒸发及排水沟的方式排泄。其中,平原南部地下水δD、δ18O较高,氚和14C含量高,地下水氚年龄2~25a,地下水更新速率(11%~50%)·a-1。说明该系统为一开放系统,水循环深度小,地下水以垂直运动为主,地下水交替积极,地下水更新快速。平原北部地下水δD、δ18O相对较低,氚和14C含量相对较低,地下水氚年龄45~57a,地下水更新速率(6%~0.1%)·a-1,地下水接受承压水越流补给,说明该系统为一相对开放系统,水循环深度小,地下水交替较缓慢,地下水更新较慢。
平原中部银川市附近,地下水超量开采导致地下水循环深度加大,地下水年龄20~30a,地下水更新速率(6%~11%)·a-1,形成以城市地下水开采区为界的局部地下水流系统,改变原有地下水流特征,构成相对开放的地下水流系统。
二、区域地下水径流系统
引黄灌区60m以下的深层地下水,水化学特征水平分带明显,具备区域流动特征。地下水以低δD、δ18O、低T、14C、低TDS为主要特征,地下水14C年龄大于5000a,水循环交替缓慢,地下水以水平运动为主,为一封闭的水流系统。
利用不同水体的水化学和环境同位素特征,在分析盆地地下水系统的补给、径流和排泄条件、地下水流系统及地下水更新速率的基础上,可把银川平原地下水循环模式概化为:平原地下水系统与西部贺兰山及东部灵盐台地存在水力联系。其中,西部贺兰山深部地下水径流为贺兰山前洪积扇的主要补给来源。山前洪积扇接受山区地下水及大气降水的入渗补给,在向下游径流过程中,逐渐分化为浅层局部地下水流和深层区域地下水流。区域地下水流继续向东、向北东水平流动,在冲积、冲洪积平原通过越流、人工开采的形式排泄,水循环交替缓慢,地下水以水平运动为主,形成封闭的区域地下水流系统。