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湖泊是干旱半干地区最主要的水资源,是该地区气候变化的指示器,同时也是干旱半干旱地区水循环的重要组成部分,是揭示气候变化与区域响应的重要信息载体。因此,它的形成与消失、扩张与收缩一直以来是科学研究的热点问题。本文通过收集相关的资料和在野外调查工作的基础上,利用水文地球化学以及氢氧稳定同位素方法,分析了新疆博斯腾湖流域湖水的同位素和水化学组成特征、地下水的同位素特征及水化学组成特征、地表水(开都河)的同位素特征及水化学组成特征,其中主要的结论如下:(1)测定了2014年博斯腾湖流域不同天然水中的稳定氢氧同位素值,结果表明:湖水δ18O均值为-0.36‰,δD为-15.98‰,存在δD=2.99δ18O-14.91的数量关系;河水δ18O均值为-9.23‰,δD约-61.81‰,其关系:δD=6.1δ18O-5.43;地下水δ18O均值为-8.11‰,δD为-57.01‰,其关系:δD=4.61δ18O-19.68。与Craig(1961)全球的大气雨水线(GMWL)及根据全球雨水同位素观测网GNIP数据与乌鲁木齐大气降水线方程(LMWL)做了对比,这次地下水、湖水与河水氢氧同位素数据的构成均大致落在当地大气雨水线和全球大气雨水线附近,显示受降水补给为主。与已报道的2001,2008及2011年数据做了对比,各年间各水体(地下水、地表水)氢氧同位素数据存在一定的差异,该差异或由各期采样点空间分布不同引起。(2)开都河河水、博斯腾湖湖水和地下水的主要离子为Na+、SO42-和Cl-。总主要离子浓度含量为博斯腾湖的湖水>地下水>开都河河水。从上游至下游,河水的TDS和电导率呈上升趋势,Cl-不断降低,K+、Na+、SO42-在中游升高后沿河流降低,Cl-和SO42-含量变化显著,Ca2+、Mg2+的浓度变化不显著。NO3-含量在下游地区升高。博斯腾湖大小湖区湖水中阳离子的浓度分别为Na+>Mg2+>Ca2+>K+,阴离子浓度均为SO42->Cl->NO3-。其中Ca2+、Mg2+、Na+等阳离子在小湖区的含量明显高于大湖区,Cl-、NO3-、SO42-等阴离子在小湖区的含量明显低于大湖区。与前人数据对比发现,近50年以来,博斯腾湖湖水总主要离子含量不断升高,整体平均增加7.4倍,尤其是SO42-增长了14.83倍,表明较大程度的受到了人类活动的影响。该研究对我国西北干旱区河流湖泊的水化学变化、水质特征和水质保护具有重要意义。(3)通过反距离差值法对博斯腾湖水体中的氢氧稳定同位素的空间分布特征结果表明:氧同位素(δ18O)在博斯腾湖水体中的分布比较均匀,而氢同位素(δD)在博斯腾湖水中的分布不均匀,可是从整个博斯腾湖来看,氢氧稳定同位素在博斯腾湖水中的分布趋向是由西向东。这跟博斯腾湖湖水的主要补给来源,博斯腾湖水的水质以及水体蒸发的强度息息相关。