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大量环境同位素数据和Tamers、IAEA模型分析表明，祁连山区冰雪融水及降水对其山前平原地下水补给呈现非均一性。西部酒泉盆地的地下水是以冰川雪融水和山区基岩裂隙水补给为主；东部张掖盆地的地下水是以山区降水通过出山地表径流补给为主。东部前山平原地下水不仅获得的补给水量大，而且更新较快；西部前山平原地下水获得的补给水量相对有限、又更新较慢。