莱州湾南岸平原地下水化学特征研究

用2009年莱州湾南岸地下水最新监测数据,将研究区地下水淡水区、微咸水区、咸盐水区和卤水区进行经典统计分析、相关分析、等值线图和Piper三线图绘制,阐述了水化学类型和成分特征从南往北的变化:EC、TDS、Na+、K+、Mg2+、Cl-、SO42-的平均浓度从南部淡水到北部卤水呈现逐渐增大趋势,因为在卤水区普遍发生碳酸钙沉淀,Ca2+和HCO3-则在咸盐水区浓度达最高;pH值从淡水到卤水呈现从弱碱性到弱酸性的转变;从淡水区向卤水区地下水化学组分阴离子由HCO3-为主变为Cl-为主,阳离子由Ca2+为主变为Na+为主;此外河流对地下水起到淡化和冲刷的作用。主成分分析法提取了水化学3个主成分,分别代表了地下水盐化指标、生物化学作用和碳酸钙沉淀。进一步结合系数比值法和饱和指数计算,在对本区水文、地质以及离子水文地球化学特性分析基础上,指出地下卤水阴阳离子中占绝对优势的Cl-、SO42-、Na+、Mg2+的毫克当量百分数与正常海水的值非常相近而与地下淡水的值相差甚远,反映出本区地下卤水起源于古海水,为沉积海水。此外卤水绝非海水简单浓缩的产物,其间还包括复杂的水化学变质过程及后期演化如矿物沉淀、阳离子交换(K+-Ca2+;Na+-Ca2)+、去白云岩化作用和硅酸盐蚀变等。饱和指数的计算表明石膏在卤水矿化度达100 g/L之后才开始缓慢沉淀,而文石、方解石和白云石基本一直处于饱和沉淀状态,且文石和方解石的饱和指数散点分布极为相似,说明两者可能同时发生沉淀。     

大沽河下游地区地下咸水的水化学特征及成因

大沽河下游地区存在大面积咸水体,为了查明咸水体盐分的来源,揭示地下水咸化机理,于2017年4、8和10月在大沽河下游地区采集地下水样品,对其进行研究。现场原位监测地下水的水位、水温、电导率和总溶解性固体等,并采集水样进行主要水化学离子测定。用数理统计法、吉布斯图解法、主要水化学离子比值法以及卤族元素比值法对地下水样进行综合分析,分析地下水化学分布特征,识别出地下咸水的盐分来源;并结合古地理、地质和水文地质资料,研究其咸水形成机理。结果表明:(1)研究区由西北向东南方向,TDS和Cl浓度均逐渐升高,水质由淡水逐渐向盐水转化,地下水的优势阴离子类型沿着HCO_3型→HCO_3·Cl型→Cl·HCO_3型→Cl型变化,大部分地区的阳离子以Na~+占主导地位。(2)研究区内地下淡水受到岩石风化-溶滤和蒸发浓缩的共同影响,地下咸水的形成主要受到与海水的混合作用控制,还受到阳离子的交换吸附和矿物溶解作用的影响。(3)综合Br/Cl和I含量,证实了研究区存在着海相沉积地层的溶解作用,这是研究区东南部地下咸水的重要盐分来源。     

沿海地下咸水资源利用与海洋产业持续发展战略

1 滨海地下咸水分布、类型及成因 矿化度(即总含盐量)大于1g/l(CI~-含量大于250mg/I)的地下水,称为地下咸水。由于地下咸水来源于海水,其水化学类型属CI—Na型(氯化物型),基本化学组成与海水相同。 地下咸水形成:①深层(如埋藏几米深),是由现代海水与陆源淡水混融而成。②高浓度地下卤水(埋藏几米至几十米)是由古海水     

潍北平原卤水入侵层位识别及垂向分布时空特征

通过在年内枯、丰水期对咸水入侵锋线处的地下水进行分层监测和取样,利用水化学和稳定同位素测试结果,分析惰性示踪剂和反应示踪剂的空间和时间变化特征。结果表明：从卤水入侵的空间分布特征上,浅表层地下水与卤水入侵的相关性较差,卤水入侵主要发生在浅层和中层地下水含水层中、深层地下水入侵程度相对较弱;不同地区入侵层位存在差异,弥河冲洪积扇入侵层位为浅表层及浅层,白浪河冲洪积扇入侵不明显,潍河冲洪积扇入侵层位为中深层。在平面上呈现南部偏淡、中部为卤水分布区、北部为海水的分布形态。淡水样品呈现中深层咸水入侵为主导的现象。咸水入侵呈现顺层楔形入侵,局部发生一定程度的越流入侵,即下部地下咸水入侵上部地下淡水。从卤水入侵的时间分布特征上,枯水期时咸水入侵在垂向上呈现楔形态势,丰水期时20～50 m的主要入侵层位的淡水向滨海推进,浅部和深部的入侵仍然在持续进行,深层水咸水入侵程度更高。本研究加深了对潍北平原咸水入侵的认识。为了进一步探明咸水入侵的周期性规律,进行水文地球化学长期分层监测十分具有必要性。     

江苏盐城滨海地区浅层地下咸水的水盐来源及咸化成因

江苏盐城滨海地区浅层地下咸水对区域水资源利用和生态环境保护具有重要影响,为了查明浅层地下咸水的水盐来源及咸化成因,于2018—2019年采集了研究区河水、雨水、海水、地下淡水、微咸水及咸水等不同类型水样,对水样的水化学组成、离子比、Piper三线图、氢氧同位素组成及14C测年结果进行了分析,结果表明:(1)潜水与第Ⅰ承压含水层地下水均以咸水为主,潜水含水层上部存在埋深小于10 m的淡化层,向海方向分布有淡水、微咸水、咸水水质类型。(2)潜水与第Ⅰ承压含水层地下水主要来源于全新世暖期降水补给,盐分来源于强烈蒸发浓缩后的古残留海水。(3)潜水淡化层地下水主要来源于现代时期降水补给,盐分来源于岩盐和铝硅酸盐矿物的溶解,废黄河口部分地区地下水咸化主要受海水入侵影响。     

辽东湾西部滨海地区海水入侵研究

通过对19个观测井2年定期、连续的水位观测,以及水质主要9种离子浓度分析,阐述了辽东湾西部沿岸海水入侵的分布特征。根据海水入侵区地下水中主要离子浓度与地下水的相关关系,总结了随着海水入侵的发展地下水化学类型的变化。地下水化学类型分为5大类型:Na+-Cl-型、Cl-.HCO3-或HCO3-.Cl-型(阳离子为Ca2+.Na+)、HCO3-.Cl-.SO42-或Cl-.HCO3-.SO42-型水(阳离子为Ca2+)、SO42-.HCO3-型(阳离子为Na+.Ca2+)、HCO3-型(阳离子为Ca2+.Na+)。该区地下水水化学类型呈带状分布,类型变化规律明显,反映了海水入侵分布特征。当淡水开采时,水位降深越大,微咸水入侵强度越大。控制淡水开采是防止微咸水入侵的主要措施。     

莱州湾沿岸地下水水化学特征分析

对2009年6月在莱州湾沿岸采集的地下水样品进行水化学特征分析,结果表明:(1)莱州湾东、南岸海水入侵区地下水中的Na+和Cl-与TDS之间呈显著相关,地下淡水中对应的相关系数较小;海水入侵区地下水中K+、Ca2+、Mg2+、SO24-也与TDS有较为明显的正相关关系。(2)根据离子比值特征分析,南岸海水入侵区地下水阳离子交换程度普遍高于东岸,其淡化历史也较东岸长。(3)莱州湾沿岸地下水,由电导率推算的矿化度值同实测值之间的相对误差均较小,在海水入侵监测中可以利用电导率作为矿化度的替代指标。     

渤海莱州湾南岸第四纪地下卤水演化的地球化学模拟

渤海莱州湾南岸地区赋存有大量的地下卤水，许多研究者认为这些水是第四纪地质历史时期古海水经强烈蒸发浓缩后埋藏而成的，运用反向地球化学模拟理论，选用美国地质调查局（USGS）提供的PHREEQC（1997）地球化学模拟软件，对莱州湾南岸昌邑廒里501孔各层卤水的水化学演化过程进行模拟，研究结果表明，该地区的地下卤水是由古海水经强烈蒸发浓缩后被沉积物理藏，并在赋存过程中发生水－岩相互作用，使地下水出现方解石，石膏及CO2气体的过饱和析出。并伴随与沉积物发生K^ ,Na^ ,Mg^2 ,Ca^2 之间的阳离子交换反应。其中的浅层地下卤水还受到地表盐后排放卤水的侵染。     

莱州湾南岸滨海平原地下卤水水化学特征

综合运用数理统计分析方法对莱州湾南岸滨海平原地下卤水样品的水化学特征进行分析,结果表明:莱州湾南岸地下卤水水化学总体特征与海水一致,rNa/rCl,rK /rBr和rMg/rCa系数反映出当地地下卤水来源于沉积古海水,并且海水浓缩程度很高,而变质作用较弱;主成分分析中,第一主分量可以用来解释地下卤水形成时的海水浓缩程度...     

大沽河地下咸水抽咸注淡原位试验研究

大沽河下游截渗墙的修建有效地阻止了滨海咸水向地下水源地的入侵,但是截渗墙内侧局部滞留的地下咸水仍然影响着地下水的开采。为了进一步修复滞留的地下咸水,本文选取大沽河下游截渗墙以北1.2km2咸水含水层为示范区,通过"抽咸注淡"原位试验,人工修复地下咸水。试验结果表明:抽水井群抽出地下咸水引起地下水的运移;注水井群形成淡水帷幕,阻止东侧高电导率咸水的对流,同时注入的淡水对地下咸水进行驱替与淡化,加速咸水体的排出。"抽咸注淡"技术能够有效修复地下咸水体。     

莱州湾东岸海底地下水的水文地球化学特征及其地球化学演化模式

莱州湾东岸的海底地下水主要分布在浅海区的第四纪松散沉积物中,明显有别于海水,目前已被大量开采利用。从内陆向海区分别取地下水样化验分析,其pH值、密度、钠吸附比(SAR)、rCl/rBr等化学特征值呈现出从陆向海逐渐变化的规律,内陆含水层地下水中较高的硝酸盐类污染物,在海底地下水中也有明显的反映,地下水的水化学类型也由ClCa·Na·Mg型转变为ClNa·Mg型和ClNa型。另一方面,海底地下水的主要组分、浓度和矿物相组成也有自己的特点。研究发现,从内陆向海区,地下水的离子强度和矿物质的饱和指数均呈现出一定的变化规律。地下水中的这些离子以及矿物相在空间上的水岩交换变化,使地下水逐渐从淡水演化为微咸水和咸水,构成了海岸带地下水地球化学演化的一般模式。鉴于海底地下水与内陆地下水的紧密联系,今后陆地含水层一旦被污染,地下水向海区的化学输移将带来一定的环境效应。这应当引起我们足够的重视。     

珠江三角洲区域地下咸水的起源与演化

地下咸水是一种宝贵资源。珠江三角洲地下咸水广泛分布,但研究程度不高。基于国家地质调查项目获得的第一手资料,从沉积学、水文地球化学角度,对珠江三角洲区域性地下咸水的起源与演化进行了研究,结果表明:地下咸水起源于古海水,与中全新世早期退积作用过程密切相关;沉积压实作用使封存于弱透水层中的海水越流至第四系底部的承压含水层;部分地段地下咸水形成过程中,可能受到了溶滤水的影响,矿物溶解与阳离子交换吸附等作用可能造成地下咸水盐分的富集。     

莱州湾南岸海水入侵类型及其分区

渤海莱州湾南岸，是我国海水入侵灾害最严重的岸段。依据入侵物源可将广义海水入侵划分为两种基本类型：来源于现代海水的狭义海水入侵和物源于浅层第四纪沉积层中古海水（包括一般地下咸水及地下卤水）的地下咸水入侵。它们的成因、机理和危害差异明显；地下卤水入侵是一种特殊类型，造灾程度最高。海岸地貌和第四纪水文地质环境，是控制海水入侵类型区划的主导因素。莱州湾南岸不同岸段海岸环境差异，形成了海水入侵区、地下咸水入侵区和海、咸水混合入侵区３种类型区，可具体区划为：莱州市北部海岸海水入侵区，胶莱河－沙河河口平源海、咸水混合入侵区，昌邑北部潍河河口平原海、咸水混合入侵区，寿光北部平原地下咸水入侵区等４个区。类型区划分将有助于海水入侵灾害防治工程。     

第四纪滨海相地下卤水的研究

1　第四纪滨海相地下卤水的分布规律在我国黄、渤海沿岸低地平原区,第四纪滨海相地下卤水有着广泛的分布,卤水的储量、储层结构及水化学特征随着各海岸区岸段的不同存在着一定的差异。这与卤水赋存区所经历的第四纪古海洋环境、古气候环境、地貌及构造活动的演化历史密切相关,并受地下和地表水体混合作用的影响。在中国北方主要有两大类海岸地貌单元,滨海平原海岸和基岩港湾海岸。渤海三大海湾沿岸都属于滨海平原海岸,第四纪地下卤水呈连续的平行海岸线的带状分布,矿带宽几公里到几十公里不等。受陆向山前冲、洪积平原区的地下淡水径流及海…     

基于模糊聚类分析的莱州湾南岸地下水化学分布特征研究

针对莱州湾南岸咸水入侵区地下水质连续、渐变和边界模糊的特征,利用规格化变换对莱州湾南岸地下水化学组分数据进行标准化,采用夹角余弦法作为相似系数,用平方法计算传递闭包构造模糊等价矩阵进行模糊聚类分析,将莱州湾南岸地下水划分为3类并绘制其平面分区图.在此基础上,用探索性数据分析技术的箱线图分别识别各类地下水各组分的分位数、中位数、极值等数据分布情况,并结合 Radial 图绘制各类地下水各组分均值;利用基于 CA 舒卡列夫分类方法的 Piper三线图识别了各类地下水的水化学类型;最后在相关分析基础上选取代表性指标绘制等值线图,结合模糊聚类分区探讨了分区各指标的空间结构特征及内在机理.综合上述分析,定义玉区为海水入侵重点治理区,域区为海水入侵综合防范与整治区,芋区为卤水区.     

大沽河地下咸淡水过渡带的水-岩作用模拟

大沽河是青岛市最大的地下水源地,过量开采导致严重的地下咸水入侵,研究地下咸-淡水的地球化学作用对于地下咸水的治理具有重要的指导作用。本文选取大沽河地下咸淡水过渡带作为研究区,在地下水动态监测的基础上,通过地下水水质和含水介质矿物分析,借助当前成熟的水文地球化学模拟软件—PHREEQC 2.0,计算地下水中主要离子和络合离子的含量,定量确定矿物的饱和指数和地下水流向上矿物相与水之间的物质交换量。研究结果表明:(1)地下水中钠、钾、镁、钙主要以单一离子形态存在,硫、碳主要以络阴离子形态存在,而硅和铝主要以络合物形态存在;(2)在地下水流动路径上,方解石、白云石、伊利石、高岭土处于过饱和状态;而石膏、CO2、氯化钠、萤石、玉髓处于不饱和状态;(3)咸淡水过渡带地下水化学类型由HCO3-Ca·Na型水向Cl-Na型水转变的趋势。     

莱州湾南岸地下卤水高浓度溶解铀及其成因研究

用α能谱法对莱州湾南岸地下卤水中的铀进行分析,发现卤水中溶解铀的浓度范围为3.4～96.0μg/L,80%以上站位卤水铀浓度超过了30μg/L,高于某些铀矿区地下水中铀的浓度。从卤水的形成过程及环境、含水层沉积物的铀含量及地下卤水对沉积物的淋溶作用、地表水下渗等几个方面对高浓度铀的成因进行了分析,发现卤水形成时海水的蒸发浓缩和锰氧化物还原可能是主要成因,藻类的矿化分解使其吸附的大量铀解吸进入地下水也可能是1个重要影响因素。     

大连大魏家滨海岩溶区海水入侵化学过程

通过不同比例的海水与淡水的混合作用及其混合水对碳酸盐岩的混合溶蚀作用的室内模拟实验,对滨海岩溶区海水入侵过程中的化学过程和水-岩作用进行了研究。在海水入侵过程中,海水与淡水的混合作用是以机械混合为基础的复杂化学过程;过渡带混合水对围岩(碳酸盐岩)的混合溶蚀作用则是以分子扩散和表面反应为主的复杂化学过程;而混合水与岩溶空间内的松散沉积物间的各种离子交换作用主要是阳离子交换吸附。室内模拟试验和野外实测地下水化学组分剖面资料对应说明,淡水、海水界面之间的过渡带中部区的混合溶蚀作用最强,亦可能是岩溶最发育的部位。     

泥质海岸带咸淡水界面的运动机理

咸淡水界面运动机理是当今国际海岸带水文地质学的热点问题.泥质海岸带中古环境变化(历次海侵)构成了现代咸水入侵发生的背景;围填海等人类工程加剧了现代咸水入侵进程;过量开采地下水(卤水)引起地下水位下降,含水层中淡水水头低于附近咸水水头,破坏淡水与海水之间的水动力平衡是造成咸水入侵的内在原因.综述了海岸带地区咸水入侵研究程度及进展,分析并掌握咸淡水界面运动机理对于泥质海岸水文环境保护和生态修复有重要的意义.     

莱州湾南岸海水入侵类型及其分区

渤海莱州湾南岸，是我国海水入侵灾害最严重的岸段。依据入侵物源可将广义海水侵划分为两种基本类型：来源于现代海水的狭义海水入侵和物源于浅层第四沉积层中古海水的地下咸水入侵，它们的成因，机理和危害差异明显；地下卤水入侵是一种特殊类型，造灾程度最高。海岸地貌和第四纪水文地质环境，是控制海水入侵类型区划的主导因素。莱州湾南岸不同岸段海岸环境差异，形成了海水入侵区，地下咸水入侵区和海、咸水混合入侵区３种类型区