干旱地区水循环过程中的地下水化学特征研究——以蒙古国前巴音钼矿水源地为例

地下水的水化学类型在径流过程中会不断变化,并在径流与赋存的不同状态下体现出不同特征,体现出不同的地下水运移规律。本文以蒙古国前巴音钼矿水源地为例,选取水源地范围内的19个钻孔水样进行分析,取得了主要阴阳离子、TDS和水化学类型等数据。通过对地下水化学的空间分布特征、TDS值的变化和主要阴阳离子的演化规律进行研究发现:研究区水源地地下水补给来源为大气降水,沟谷东部地区的水循环强度高于西南部地区,外围地区最弱,地下水的水平径流较弱小于垂向;受水循环强度影响沟谷东部形成地矿化度的HCO_3型水,西南部形成HCO_3·Cl·SO_4、HCO_3·SO_4·Cl、HCO_3·SO_4型水,沟谷外围地区形成SO_4·HCO_3·Cl、Cl·SO_4·HCO_3、SO_4·HCO_3、Cl·SO_4型水,干旱地区水循环强度和补径排条件的差异会形成不同的水化学类。     

鄂尔多斯盆地都思兔河流域白垩系含水层特征及供水前景分析

在鄂尔多斯盆地都思兔河流域供水水文地质详查的基础上,通过水文地质钻探、抽水试验、样品分析等手段,查明了流域含水层的结构、埋深以及含水层和隔水层在水平和垂直方向上的变化规律,探讨了各含水层之间的水力联系,并求取了含水层的水文地质参数;对比圈定了包乐浩晓、巴彦布拉格、好勒包勒吉3处富水区;采用地下水流数值模拟方法对上述3处富水区地下水开采量进行计算,提出了27种地下水开采方案,并经过对比得到地下水开采推荐方案。结果表明：包乐浩晓、巴彦布拉格、好勒包勒吉3处富水区主要补给为侧向径流及大气降水入渗补给,排泄方式以潜水面蒸发及向河流排泄为主;在地下水浅埋区,结合含水层单井涌水量的大小,确定采用管井开采方式、中段悬挂式非完整井结构,平均布井,井深300m,单一开采白垩系环河组的地下水,最大限度夺取潜水蒸发排泄量;根据推荐方案,上述3个富水区总开采量达到123500m3／d,可为该地区地下水资源开发与利用提供技术保障。     

泰山北翼岩溶含水介质分布及地下水循环规律研究

为了深入认识济南岩溶泉水及地热水循环过程,本文以泰山北翼碳酸盐岩含水介质空间分布特征为研究出发点,分析其埋藏条件和连续性特征,并利用数理统计、空间插值、Piper三线图、概念模型等方法,结合水动力场、水化学场、水温度场和水年龄场“四场”分析,揭示区域地下水循环规律。结果表明：地表分水岭与齐广断裂、禹王山断裂、聊考断裂等深大断裂控制了泰山北翼地区岩溶含水介质空间展布,大致呈现由南向北埋藏深度逐渐增大的变化趋势,受马山断裂、东坞断裂、文祖断裂等次级断裂影响岩溶含水介质上下盘有不同错动,但东西展布仍具有较好连续性;区域地下水循环过程极其复杂,泰山岩群、寒武纪及奥陶纪各类含水岩组通过排泄 渗漏、断裂垂向径流、水平地下径流等形式发生水流交汇,并在山前局部地区与第四纪松散孔隙水产生水量交换,最终通过泉或人工开采形式排泄。区域地下水流具有统一的“四场”,并且呈现明显的水平与垂向分带特征,大致沿东阿断裂及其延长线—吴家堡—华山—章丘区—淄博磁村一线划分冷泉与地热水的分界线,以600 m、1000 m划分出浅、中、深循环深度分界线;冷泉以浅循环为主,中、深循环为辅,地下水矿化度、温度、年龄偏低,而地热水以中、深循环为主,浅循环为辅,地下水矿化度、温度、年龄偏大。不同含水介质水流具有一定内在关联,构成一个完整的岩溶水系统。     

松嫩平原地下水流动模式的环境同位素标记

采用同位素水文学方法并结合传统水文地质方法,识别松嫩平原地下水流动模式。氢氧稳定同位素和地下水年龄分布表明该区地下水流动系统流动模式呈现出局部流、中间流和区域流系统。地下水中氚分布深度指示局部水流系统为现代水循环系统,以垂向运动为主要特征,循环深度一般小于50 m,山前区可达100m以下;区域流系统存在于深部承压含水层,以侧向水平径流为主要运动特征。松辽边界附近的环境同位素特征存在明显的差别,指示天然状态下可视为零通量边界。同位素示踪剂也反映出嫩江和地下水的相互作用关系,在齐齐哈尔以北,江水补给地下水;在齐齐哈尔以南,地下水向嫩江排泄。     

山东莱芜盆地西北缘古近系半固结含水岩组的特征及其成因

通过岩心、测井、地下水常规离子组分及氢氧同位素样品测试对分布在莱芜盆地西北缘古近系半固结含水岩组物性、水化学特征及地下水补给循环特征进行研究; 结合古新世以来盆地沉积演化史及含水层成岩阶段划分, 分析半固结含水层地下水富集模式。结果表明, 埋深100 m以下的古近系砂砾岩含水层, 长期处在早成岩A期, 呈弱固结-半固结状态, 兼具裂隙与孔隙含水层特性, 且以孔隙为主。与碳酸盐岩含水层水化学特征相似, 水化学类型为HCO3-Ca?Mg型, 现代大气降水作为地下水主要补给来源, 蒸发浓缩作用, 碳酸盐岩、石膏及盐岩溶解参与了地下水化学组分形成。在莱芜盆地北部边界断裂处, 部分断裂所夹断块可作为古近系含水岩组应急找水靶区。     

天津地区地热流体化学成分垂向演化特征研究

天津地区地热流体化学成分具有明显的垂向分层演化特征,由浅至深不仅有TDS增高、水化学类型由HCO3-Na型向SO4-Na或Cl-Na型演化的特征,而且具有分层演化特征,即不同热储层段的地热流体水化学特征及演化规律不同,说明其补给、径流、排泄自成系统。     

塔城盆地地下水氟分布特征及富集机理

塔城盆地位于新疆维吾尔自治区西北部,干旱少雨,蒸发强烈。但相对于新疆其他盆地,塔城盆地地下水水质相对较好,溶解性总固体和F^-含量相对较低。为解译这种差异及盆地内高氟地下水的成因,本文在对盆地地下水样品水化学组分系统分析的基础上,结合多种水文地质调查数据,利用数理统计、离子比及主成分分析等手段,研究高氟水的成因及其分布规律。结果表明:受气候以及地质等因素控制,研究区地下水氟浓度总体较低,高氟水主要分布于扇前洼地及盆地中部的低洼地带;受承压含水层的顶托补给,地下水氟浓度呈现出上高下低的垂向分带特征。研究区地下水径流途径短,水循环快,水岩相互作用时间较短,且山区地下水以深径流形式循环补给平原区深层承压含水层,再顶托补给潜水,避免了强烈的蒸发浓缩作用。山前洪积扇地下水氟富集主要受控于沉积地层中含氟矿物的风化溶解,而岩石风化、蒸发浓缩、阳离子交换、竞争吸附为平原区地下水氟浓度的主要影响因素。     

基于环境同位素与水化学的霍城县平原区地下水循环模式

为实现伊犁河谷重点平原区(霍城县)地下水资源合理开发和生态环境保护的目的,以伊犁河谷地下水资源及环境问题调查工作为基础,采用环境同位素和水化学方法,开展霍城县平原区地下水循环模式研究。研究表明:(1)本区地下水主要接受北部山区地表径流的入渗补给,并表现出自北向南的径流特征;在平原区中部,浅层地下水与地表水相互转化频繁;分布于平原区南部的地下水溢出带为本区地下水的天然排泄区。(2)沿地下水径流方向溶解性总固体逐渐升高,水化学类型由HCO_3—Ca型转变为HCO_3·SO_4—Ca·Mg型。随地下水埋深增大循环速度减缓,δD、δ~(18)O和~3H含量降低;局部区段中深层地下水因开采强度大,表现出的更新能力更强。此外,~3H的空间分布特征表明该区降水和地表径流在转化为地下水的过程经历了较长的时间。     

不同地下水补给条件下非饱和砂壤土冻结试验及模拟

为研究土壤冻融过程中不同地下水位对土壤的补给规律,在室内进行了两组不同地下水边界条件下的土柱冻结试验:A组无地下水补给,土柱高度60 cm;B组地下水维持在距土柱表层60 cm深度处。土壤在冻结过程中水分及盐分均呈向上运移趋势,稳定浅地下水补给会加剧水分及盐分向上运移,造成上层土壤盐分的聚积,影响土壤剖面的热量平衡,引起剖面温度的重新分布,从而减缓冻结锋的推进速度。运用HYDRUS-1D冻融模块对不同地下水埋深(0.5 m,1.0 m,1.5 m,2.0 m,2.5 m)情况下冻结过程中水分运移规律进行了模拟。模拟结果表明:累积补给量在埋深小于1.5 m时随埋深增加而有所增加,而当地下水埋深大于1.5 m时,累积补给量随着埋深增加而有所减小,甚至保持不变。     

成都东部新区空港新城咸淡水分布规律研究

利用成都高新东区(空港新城)城市地下空间资源地质调查项目实施的188个深度160～220 m钻孔开展分层取样、井液电阻率测试、岩芯分层TDS测试等综合方法查明成都东部新区空港新城咸淡水界面的平面分布特征、垂向分布特征及水化学特征。结果显示:(1)研究区咸淡水界面平面分布呈东西分带特点。(2)从垂向分布特征看,埋深0～15 m范围内,全区基本无微咸水分布;埋深15～20 m范围内,微咸水点零星出现,至埋深20 m后会大量增加;15～70 m埋深内,微咸水普遍分布在地层膏盐分布区,而在非膏盐分布区基本不存在微咸水;在埋深70m以下,丘陵区全区均有微咸水分布的现象。(3)研究区咸水化学成分一般主要以硫酸盐(钠、钙)为主。但在埋深70 m以下非膏盐分布区咸水水化学特征主要以氯酸盐为主,其次为硫酸盐。随着埋深增加,咸水矿化度总体呈上升的趋势,埋深50 m和80 m以下分别出现咸水和卤水现象,但矿化度随深度递增的线性规律并不明显。研究结果为成都东部新区空港新城地下空间利用规划提供基础资料,为广大红层丘陵区查明咸淡水分布规律提供了借鉴。     

从水文地球化学角度研究鄂尔多斯盆地南区白垩系地下水的排泄途径

主要从水文地球化学的角度,以鄂尔多斯盆地白于山以南地区白垩系地下水的水化学水平分带和地表水基流水化学特征为主要依据,结合地质构造格局及岩相古地理条件,分析研究了该区白垩系地下水的补、径、排条件。认为该区白垩系地下水水化学场存在一个由东、北、西南向中部的水平分带,愈向盆地中部水质愈复杂、TDS愈高。马莲河基流水质的沿途变化规律反映出其接受东西两侧地下水的补给。说明鄂尔多斯盆地南区的东部地区和西南部地区为地下水补给区,而中心地带为地下水排泄区,最终经马莲河排出区外。天环向斜轴部和马莲河谷是南区汇集东西两侧地下水的排泄通道。     

内蒙古伊勒门盆地砂岩型铀矿成矿水文地质条件初析

简要介绍了伊勒门盆地地下水赋存条件与分布情况，论述了该盆地的构造－水文地质特征，着重阐明区内地下水补给、径流、排泄等水动力条件以及水文地球化学特征，总结了有利的铀矿成矿水文地质条件。     

Geostatistics as a groundwater exploration planning tool: case of a brackish-saline aquifer

This paper discusses a geostatistical approach to model a groundwater aquifer in 3-D. The study aims at utilizing geostatistics as a tool for characterizing zones of better-water quality in a brackish-saline aquifer. In particular, the geostatistical model was constructed to characterize the aquifer’s salinity, represented by total dissolved solids (TDS), using logs of porosity and resistivity. Quality-checked estimated TDS vertical profiles were employed to construct and model horizontal and vertical semivariograms. Parameters of semivariogram models were used to develop both the kriging plan and the generated model. Results of this modeling process are shown in the form of horizontal salinity distribution maps. The aquifer was sliced into 20 layers, each 20 m thick, to represent its overall thickness. Salinity layers maps reflect vertical stratification of TDS concentrations in the aquifer and show that water quality deteriorates with depth and toward the northern part of the aquifer. Relatively better-quality water (TDS ≤10,000 mg/l) can be found at depths between 100 and 250 m below the aquifer’s top in both eastern and southeastern parts. Water in the same interval to the western and southwestern parts reflects the presence of higher TDS concentration. From a planning point of view, it is more feasible to target the eastern part of the aquifer for pumping and desalination purposes. In addition, the generated model could be utilized as an initial condition for flow simulation.     

Appraisal of groundwater resources in an island condition

A group of 36 coral islands is being scattered in the Arabian Sea off the western coast of India. On such islands, groundwater is the only source of fresh water for the islanders. The demand for groundwater is increasing every year due to growing population and urbanization. On the other side the peculiar hydrologic, geologic and geomorphic features restrict the availability of groundwater. Thus a proper understanding of the groundwater condition is important in order to meet this increasing demand and also to formulate future development and management strategies. Detailed hydrogeological, geophysical and hydrochemical studies had been carried out to identify potential fresh groundwater resources and quantify vulnerable parts of Andrott Island, Union Territory of Lakshadweep. Systematic collection and analysis of hydrological, geophysical and hydrochemical data gives an early signal of deterioration in groundwater quality in the peripheral parts of eastern and western coasts of this island and it suggests immediate measures for arresting the deterioration in groundwater quality as well as augmentation for restoration of aquifer in some parts of the island.     

宁夏南部“南北古脊梁”岩溶裂隙水流系统分析

运用构造控水分析、水化学同位素等方法,对宁南“南北古脊梁”岩溶裂隙水系统进行了深入的分析与讨论。该区储水空间以岩溶裂隙为主,岩溶水的空间分布明显受SN向大型断裂构造控制。岩溶地下水以大气降水起源为主,并表现为多元水混合而成。水质分布呈现南优北劣的分带特征,北部水一岩相互作用形式为溶滤一蒸发浓缩型,呈高矿化咸水,南部为溶滤一混合型,呈低矿化淡水。根据水动力场和水化学场特征,划分了3个相对独立的岩溶水子系统。     

利用稳定同位素方法识别内蒙古佘太盆地地下水补给来源

为研究近几十年来佘太盆地地下水补给变化情况,通过现场调查分析,对佘太盆地浅层地下水开展同位素样品采集工作,并测定了其氢、氧稳定同位素的值。在分析同位素分布特征及变化规律的基础上,结合当地地质及水文地质条件识别了地下水补给来源和补给区并构建了浅层地下水的补给模式图,探讨了区域上浅层地下水的补给流动状况。通过分析研究区大气降水和地下水中的氢氧稳定同位素的变化特征发现:当地大气降水并不是地下水的主要补给来源,其补给源区为周边山区,补给来源主要是周边山区的大气降水,且地下水所经历的蒸发作用较明显;盆地的东、西部地下水的补给源区不尽相同,西部的补给区高程要高于东部的补给区高程,但两部分地下水所经历的蒸发强度基本相同。     

Small scale study of groundwater flow in a fractured carbonate-rock aquifer at the St-Eustache quarry, Québec, Canada

A small-scale hydrogeological study was conducted in a fractured carbonate-rock aquifer located in a quarry to relate groundwater flow to the fracture network. The field study in the St-Eustache quarry, which integrates structural surveys, well logging and hydraulic tests, showed that the most important features that affect groundwater flow in the sedimentary aquifer are high hydraulic conductivity horizontal bedding planes. Vertical fractures are abundant in the quarry and throughout the region, but they have a minor effect on groundwater flow. To have a significant impact on the flow regime and lead to vertical groundwater flow, the permeability of all vertical joints need to be enhanced compared to what was generally observed at the site. Such an increase in permeability could potentially occur where dissolution and fracturing is more intense or at stress release locations such as near the surface in the quarry.     

水文地球化学研究现状与进展

1938年,“水文地球化学”术语提出,至今水文地球化学作为一门独立的学科得到长足的发展,其服务领域不断扩大。当今水文地球化学研究的理论已经广泛地应用在油田水、海洋水、地热水、地下水质与地方病以及地下水微生物等诸多领域的研究。其研究方法也日臻完善。随着化学热力学和化学动力学及同位素方法的深入研究,以及人类开发资源和保护生态的需要,水文地球化学必将在多学科的交叉和渗透中拓展研究领域,并在基础理论及定量化研究方面取得新的进展。     

沁水盆地南部长治区块煤层气田的地应力特征

煤层气的生成、运移及富集等都与地应力的特征有直接的关系,掌握煤储层的应力特征对煤层气田的勘探和开发具有重要意义。基于沁水盆地南部长治区块煤层气开发区18口煤层气井的测井数据,利用带有残余构造应力的Anderson模型,分析垂向应力、最小及最大水平地应力的分布规律。结果表明:垂向应力基本上呈东西走向对称分布,东西部的应力大,中部应力小,数值在15.2~16.5 MPa之间;最小水平主应力自西向东呈现高→低→高→低的分布特点,数值在10.2~19.3 MPa之间;最大水平主应力也是自西向东呈现高→低→高→低的分布,数值在13.0~34.2 MPa之间。研究区东部所受埋深影响大于所受构造影响,而西部受到的构造影响大于其所受的埋深影响。研究区地应力分布规律与煤层气井的产气量存在高度相关性,研究成果可以为煤层气的勘探、开发和安全生产等方面提供参考。     

江西新余铁矿田铁矿成矿地质特征与成因分析

本文总结了新余铁矿田矿层和含铁岩系变化特征、矿层顶板、底板和含铁岩系标志层特征以及矿田东、中、西段构造特征,分析了铁矿的沉积成岩作用以及构造演化历史,解释了新余铁矿田的各种成矿地质特征,并运用系统分析方法和历史分析方法说明矿田成矿地质系统的内在规律,认为该矿床属于火山-沉积变质铁矿,其物质成分较稳定,体现出规律性的变形...