新疆天北经济带地下水水化学特征与循环演化研究

以天山北麓经济带呼图壁河、玛纳斯河、安集海、奎屯河四个地下水水化学演化剖面为例,从水化学类型随地形地貌的变化特征和水化学演化规律方面揭示了该区域地下水的循环演化及水化学形成机制。潜水和浅层承压水从山前到沙漠边缘水化学类型呈现出明显的分带特征,总体上表现为HCO_3·SO_4-Ca(Mg)→HCO_3·SO_4-Na·Ca→SO_4·Cl-Na(Ca)→Cl·SO_4-Na(Mg);深层承压水从山前补给后进入深层循环,和潜水及浅层承压水表现出相异的循环机制和水化学类型。通过地下水水化学演化剖面的横向和纵向对比,发现TDS由山前到沙漠边缘区变化巨大,由东到西变化规律差异性也较为明显。此外结合区域地下水水化学特征和水文地质条件,从饱和指数和苏林水化学类型两个方面进行分析,探讨天北经济带的地下水水化学循环演化和形成机制。     

安徽涡河地区浅层地下水化学特征分析

选择安徽涡河地区为研究区,通过采集区域内的浅层地下水的水文地球化学指标进行测试与分析,结果表明:区域内的地下水类型主要受到自然环境与人类活动影响,浅层地下水水化学类型在阴阳离子组成上较为接近,指示的沉积环境是基本一致的;三氮指标的高变异系数,指示了浅层地下水受化肥、污水、粪便等农业污染和生活污染的影响显著;铁、锰浓度的高背景值主要与区内地下水所属的水文地质单元有关。研究区浅层地下水的硬度与TDS的空间分布特征指示了区域地下水的的补径排方向。此外研究区内的地下水类型主要以HCO_3-Na型、HCO_3-Na·Mg型、HCO_3-Na·Ca·Mg型为主,分别占总数的28.57%、18.49%、14.29%。     

华北低山丘陵区潴龙河流域地下水水质特征及成因分析

华北低山丘陵地带是华北平原地下水的主要补给区,土地利用类型多样,研究该区地下水水化学特征并把握其水质影响因素对平原区水质保护具有重要意义。选择位于太行山低山丘陵区的潴龙河流域作为研究区,通过野外调查和采样,利用水文地球化学方法,研究不同土地利用类型地下水水质时空分布特征及形成原因。结果表明,低山丘陵区土地利用类型是影响区域水质空间变化的主要原因;方解石和石膏的溶解是造成地下水以HCO_3—Ca和HCO_3·SO_4—Ca型为主的主要原因;与上游自然条件下地下水对比,受人类活动影响较大的区域如村庄化粪池等点源污染和农田面源污染是造成地下水中Cl~-、NO~-_3以及Ca~(2+)浓度升高的主要原因。由于低山丘陵区含水层渗透性较强,因此必须加强对人类活动引起的点源污染的防控。     

河南永城市日月湖治理区水化学和氘氧同位素特征

河南省永城市日月湖生态景区治理工程在给永城市人民带来一个优美生态环境的同时,治理区地形、微地貌、水文及水文地质等条件也发生了变化,尤其是开挖后浅层地下水直接出露地表形成湖水,其水质相比之前埋藏于地下会发生改变。论文在阐述永城市日月湖景区水文地质条件的基础上,重点分析了治理区湖水、河水和浅层地下水的水化学和氘氧同位素特征。分析结果表明,湖水的水化学类型为HCO_3-SO_4-Na(Mg)型;河水水化学类型以SO_4-HCO_3-Na型为主;浅层地下水的水化学类型为HCO_3-Na-Mg型或HCO_3-Mg-Na型,个别水样中Cl-含量较高,水化学类型为HCO_3-Cl-Na(Mg,Ca)。湖水和地下水的水化学类型更接近,说明浅层地下水是湖水的重要补给来源。河水的TDS最高,浅层地下水TDS其次,湖水的TDS相对最低。研究区不同水体的氘氧同位素的分析结果说明,湖水受蒸发作用影响同位素富集;河水氘氧同位素与降水和地下水比较接近,其补给来源为大气降水和地下水;地下水除接受大气降水补给及雨季受河水补给外,还接受区域较高处的侧向径流补给,既有近源补给,也有远源补给。     

典型华北型煤矿区主要充水含水层水文地球化学特征及控制因素

地下水形成、演化过程中控制因素不同所造成的水化学组分的差异性是矿井涌水水源识别的基础,为揭示矿井主要充水含水层水化学作用及控制因素,以位于太行山东麓的典型华北型煤矿区——鹤壁矿区为研究对象,采用统计分析、Piper三线图、Gibbs图、离子相关性分析与主成分分析法对矿区122个地下水水化学资料进行了分析研究。结果表明鹤壁矿区主要充水含水层中地下水的化学组分主要受岩石的风化作用控制。奥灰水主要水化学类型为HCO_3-Ca·Mg型,水中Ca~(2+)、Mg~(2+)主要来自碳酸盐岩(方解石和白云石)的溶解。二灰水主要水化学类型为HCO_3·SO_4-Ca·Mg型或SO_4·HCO_3-Ca·Mg型,其中Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-的主要来源于碳酸盐岩的溶解,SO_4~(2-)来自硫酸盐岩的溶解作用和黄铁矿的氧化作用。砂岩水主要水化学类型为HCO_3-Na型,Na~+、Cl~-与HCO_3~-主要来自盐岩的溶解和硅酸盐矿物的风化作用。八灰水既有HCO_3-Ca·Mg型和HCO_3·SO_4-Ca·Mg型,也有HCO_3-Na型,Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_~3-和SO_4~(2-)的来源与二灰水一致,Na~+和Cl~-可能来自盐岩的溶解作用以及砂岩水与八灰水的混合作用。     

阜阳颍东浅层地下水化学特征与空间分布规律研究

本研究在阜阳颍东区随机采取了30个浅层地下水水样进行水化学分析,使用统计分析方法和Piper图示法分析了地下水水化学类型和统计特征,采用克里格(Kriging)方法对地下水化学的空间分布进行插值,并分析了地下水化学的空间分布规律。结果显示,研究区浅层地下水pH值为7.84~8.83,平均值为8.23,属弱碱性水。SO_4~(2-)、K~+和NO_3~-的变异系数较大,对环境因素变化较为敏感,其他指标变异系数相对较小,在浅层地下水中相对较为稳定。工业区与居民区附近浅层地下水水质较接近,主要水化学类型为HCO_3-Ca和HCO_3-Ca+Mg型;农业区水化学类型主要为HCO_3-Na+K和HCO_3-Ca+Mg型。区内浅层地下水化学的空间分布规律并不完全与地下水径流一致,除了受地下水径流和岩石性质影响外,还受人类活动、土地利用类型和大气降水的补给条件等影响。     

毕节市北部岩溶地下水水文地球化学特征

我国西南地区赋存丰富的岩溶水资源,这些水资源是当地居民生产生活用水的主要来源。以贵州省毕节市北部海子街镇及其邻区岩溶地下水为研究对象,通过分析常规水化学组分和氢氧同位素,确定研究区岩溶水的补给特征,识别岩溶水主要组分的物质来源和判断发生的水岩相互作用过程。结果显示:研究区地下水水化学类型主要为HCO_3—Ca型、HCO_3·SO_4—Ca型和HCO_3—Ca·Mg型。阴离子以HCO_3~-和SO_4~(2-)为主,而阳离子以Ca~(2+)和Mg~(2+)为主,部分水样N_3O~-和SO2-4含量偏高。氢氧同位素分析显示,研究区地下水以当地大气降水补给为主。补给入渗的大气降水与碳酸盐岩、石膏和盐岩矿物发生反应致使岩溶水化学组分以HCO-3、SO_4~(2-)、Ca~(2+)和Mg~(2+)为主,而生活污水、农业药物和采矿活动导致地下水中NO_3~-和SO_4~(2-)含量增加。相应成果可为当地地下水资源的开发和管理提供科学依据。     

甘肃南部宕昌-武山县地下水化学特征及成因分析

为识别甘肃南部宕昌-武山县不同地层条件下的地下水特征、演变规律及其形成原因,本文运用数理统计、Piper图、Gibbs图、离子比值、饱和指数等方法,对研究区地下水化学类型、分布特征及成因进行分析。结果表明:(1)碳酸盐岩地层及碳酸盐岩夹砂岩地层中各离子含量稳定,阴阳离子分别以HCO_3~-、SO_4~(2-)和Ca~(2+)、Mg~(2+)为主,水化学类型为HCO_3-Ca型水;砂岩地层中离子浓度变化大,Na~+、Cl~-浓度差异突出,水化学类型为HCO_3-Ca、HCO_3-Ca·Mg以及HCO_3-Na·Ca型水。(2)各地层地下水中离子均受岩石风化作用控制,在地下水径流过程中,主要发生了岩盐、石膏的溶解,方解石的沉淀,白云石和长石的溶解或沉淀,以及阳离子交换作用。其中砂岩地层中阳离子离子交换作用强于其他地层。(3)特殊地质条件下如断层泉水样点受补给来源、径流路径、地下水循环交替程度等因素影响,水化学组分异于常值。     

广西防城区地下水水化学特征及离子来源分析

查明防城区地下水水化学特征及主要离子来源,对该地区地下水资源保护和开发利用具有重要意义。以防城区地下水为研究对象,通过分析水化学组分和氢氧同位素特征,研究地下水水化学特征,确定补给来源,识别其主要组分的物质来源。研究结果表明:研究区地下水水化学类型主要为HCO_3-Mg·Ca型、SO_4·Cl-Ca·Mg型和SO_4·Cl-Na型,阳离子以Ca~(2+)和Na~+为主,阴离子以HCO_3~-和SO_4~(2-)为主。同位素分析显示,研究区地下水以大气降水补给为主。Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-主要来源于碳酸盐岩的溶解,而高位养殖、农业活动、工业排污等导致地下水中SO_4~(2-)、Na~+、K~+、Cl~-、NO_3~-含量增加。     

豫北平原浅层地下水化学特征与成因机制

地下水的化学特征与成因机制对地下水演化、地下水资源的合理开采及质量评价具有重要意义。为查明豫北平原浅层地下水的水质特征及控制因素,采集了不同类型的浅层地下水和地表水样品,分别测试了水样阴、阳离子和氢氧同位素组成。结果表明:(1)地下水中总溶解性固体物质(total dissolved solids,简称TDS)质量浓度范围为316～6 948 mg/L,微咸和咸地下水呈条带状分布在沁河冲洪积平原中部,在三阳镇-修武县一带,水化学类型复杂,以HCO_3·SO_4-Na·Mg·Ca型和SO_4-Na·Mg型水为主。北部山前冲洪积扇和沁河北岸地下水为淡水,为HCO_3-Ca·Mg型水。(2)δ~2H-δ~(18)O关系说明地下水起源于大气降水,水化学组分受水岩相互作用控制,在补给区以碳酸盐岩溶滤作用为主,径流区发生硅酸盐岩的风化溶解以及阳离子交换作用,排泄区以蒸发浓缩、石膏溶解和阳离子交换作用为主。(3)地质和气候环境是造成地下水咸化的主要成因,且受到工农业污水渗漏的影响。研究成果可以为该区地下水资源的合理开采和有效管理提供依据。     

纳林河矿区深埋型煤田综合水文地球化学特征研究

为查明纳林河矿区深埋型煤田的矿井水文地球化学特征,开展了各含水层的无机水化学、环境同位素和有机水化学综合研究,结果表明:地表水体和第四系中矿化度均较低,以HCO_3和Ca离子为主,白垩系洛河组水中SO_4和Na离子浓度略有升高,侏罗系含水层中矿化度则显著增加,属于S_O4-Na型水,表明随着地下水埋深的逐渐加大,矿化度逐渐变大,主要离子成分也逐渐增加,水化学类型表现出HCO_3-Ca·Mg→HCO_3-Na→SO_4-Na的变化规律。地表水体中δ~(18)O普遍高于-8.5‰,较富集重同位素,反映地表水受到较强烈的蒸发作用影响;井下水样中δ~(18)O普遍低于-8.5‰,多表现贫重同位素,δD、δ~(18)O值均较低,为深部弱循环特征,在采矿以前为封闭条件较好的滞留型地下水。各含水层中DOM荧光光谱特征差异也非常大,地表水中以类富里酸(Ⅲ区)为主,第四系水中Ⅳ区的荧光峰强度最高,直罗组含水层中则出现了Ⅱ区和Ⅳ区荧光峰的较高值;延安组含水层中荧光强度已不明显。综上所述,开展综合水文地球化学研究,可以更好的区分矿井各含水层水化学特征,为煤矿突水水源判别提供科学依据。     

哈拉哈塘油田哈6区地下水分布及化学特征研究

中石油塔里木油田分公司哈拉哈塘油田哈6区位于新疆库车县境内。本文在对研究区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,查明区内地下水含水层的结构及富水性特征、埋深以及流量等参数,探讨地下水补径排情况和水化学特征,并对研究区地下水水质进行评价,结果可知:研究区内地下水类型主要为松散岩类孔隙水,潜水含水层岩性以粉砂为主,由西北向东南,含水层有略微变薄的趋势;承压含水层岩性以粉砂为主,沿地下水流方向由西北向东南,含水层总厚度呈减小的趋势。研究区内潜水矿化度均大于10 g/L,水化学类型主要为Cl·(SO4)-Na型。承压水矿化度均小于1 g/L,水化学类型具有较为明显的水平分带规律,由西向东,水化学类型依次为SO4·Cl-Na·(Mg)型、Cl·SO4-Na型和HCO3·Cl·SO4-Na型。研究结果为后期该地区地下地下水资源的开发利用提供理论基础和科学依据。     

河套平原浅层地下水水化学成分及其相关性分析

本文通过实地调查,按照一定的间距在内蒙古河套平原西部采集和分析了400组地下水水质样品,通过分析研究这些水质测试数据,初步掌握了地下水的水化学特征和其主要元素及离子的分布规律。水化学分析结果表明:研究区的地下水水质总体较差,砷、氯化物、硫酸盐、溶解性总固体、总硬度、氟化物和铁等多项指标超标;区内地下水化学类型以Cl·HCO3-Na、Cl-Na、HCO3·Cl-Na型为主;主要组分分布图表明,砷、磷、铁、氯化物、氟化物、硫酸盐等含量较高的点主要分布在研究区西北部地势较低的山前冲、洪积扇扇裙前缘和地势相对低洼的冲积平原以及临河区北部的狼山镇一带。通过对14种水质测试指标值进行多元线性回归分析结果表明,研究区地下水中砷与磷、铁含量具有密切的相关关系。     

衡水地区深层地下水水化学特征及其演化过程

衡水地区多年超采深层地下水,形成了以衡水市区为中心的区域地下水降落漏斗,改变了初始的水动力场和水化学场。运用聚类分析、Piper三线图、Gibbs图、氯碱指数、离子相关关系方法分析了该地区历史时期和现阶段深层地下水的水文地球化学特征及其演化规律,探讨了水化学组分的来源及形成机制。结果表明：该地区深层地下水水化学演化受到了较大的人类活动影响,根据Q型聚类分析将研究区划分为补给、径流、排泄3个水化学分区。20世纪70年代到现阶段,随降落漏斗产生发展,研究区形成了新的局部补径排关系,加强了地下水对围岩的溶滤作用,导致研究区水化学场发生了变化,径流区地下水水化学类型由Cl·HCO3-Na、HCO3·Cl-Na和SO4·Cl-Na转化为SO4·Cl-Na和Cl·SO4-Na,排泄区地下水水化学类型由Cl·HCO3-Na和Cl-Na转化为Cl-Na。Gibbs图和离子关系显示,研究区现阶段深层地下水在降落漏斗影响下,水化学组分主要受岩石风化、阳离子交替吸附和脱碳酸作用控制。     

山西晋祠泉域水文地球化学特征及成因

该文介绍了晋祠泉域的地质、水文地质、水化学及水文地球化学特征,并根据泉域内采集的125个水样的水化学成分,采用聚类分析的Q型分析方法进行了水化学分类。泉域地下水从补给区到排泄区,水化学类型由HCO_3—Ca·Mg型演变为SO_4—Ca·Mg型,反映了该泉域具有硫酸盐含水介质的水文地球化学环境及排泄区岩溶水过量开采而导致的硫酸盐加快溶解的趋势。     

安庆大别山区矿泉水化学特征及成因模式

安庆大别山区位于大别山造山带东侧,调查研究了该区饮用天然矿泉水6处(锶偏硅酸型2处,锶型1处,偏硅酸型3处),理疗天然矿泉水硅酸水3处。在分析矿泉水的水化学特征和环境同位素特征的基础上,进一步探讨其成因模式。冷泉(井)水(AH1、AH3、AH4、AH5、AH8和AH9)的主要离子为Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+和HCO_3~-,水化学类型为HCO_3·Ca型、HCO_3-Ca·Na型或HCO_3-Ca·Mg型,TDS值为90～239 mg/L;温泉(AH2、AH6和AH7)的主要离子为Na~+和SO_4~(2-),水化学类型为SO_4-Na型或SO_4·HCO_3-Na型,TDS值为253～426 mg/L。利用δ~2H值和δ~(18)O值估算的冷泉水的补给区高程为217～346 m,平均温度为17.7℃;温泉水的补给区高程为457～668 m,平均温度为12.6℃。9处矿泉水均为大气降水补给,沿断裂带或裂隙带历经一定深度的循环,在山谷、河谷地带出露地表。温泉地下水的循环深度大、水-岩作用时间长,TDS值、特征化学组分含量均高于冷泉水。     

云南勐兴铅锌矿区地下水化学成分与影响因素研究

云南勐兴铅锌矿矿区位于怒江与勐兴坝子夹持的近南北向分水岭西侧的斜坡地带,受地层产状及构造制约,构成单斜自流斜地,为独立的水文地质单元。通过对矿区丰水期、枯水期地下水水样进行化学成分分析,探讨地下水成分变化与影响因素之间联系,结果显示:按丰水期和枯水期进行地下水主要物理化学指标统计分类,地表出露泉点水化学类型以HCO_3-Ca·Mg为主,次之为HCO_3-Ca型水;坑道中以HCO_3-Ca为主,次之HCO_3-Na·Ca·Mg、HCO_3·SO_4-Ca型水,影响地下水化学成分的主要因素为含水层岩性、取样时期、循环周期与径流路径差异和地下水的污染程度。在对该矿区矿产资源开发利用过程中要防止地下水污染,加强对环境的保护,使其理论与方法对同类矿山起到借鉴作用。     

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。     

福建某稀土溶浸采矿区水化学特征及其成因分析研究

我国南方花岗岩风化层中多赋存稀土等矿床,开采工艺主要为溶浸采矿工艺。溶浸采矿工艺主要是通过钻孔向花岗岩风化层中注入化学试剂,从浸出点抽取浸出液以获得所需元素。工艺显著的环境影响是化学试剂将会直接参与到区域内的水文地球化学循环,并改变水化学类型。本次对矿区花岗岩风化层水资源的水化学特征进行分析,结果表明,天然条件下矿区水化学类型以HCO_3-Na、HCO_3-Ca·Na和HCO_3-Na·Ca为主,而溶浸采矿条件下,水化学类型以SO_4-Na·Ca、或SO_4-Ca·Na为主。该研究结果对未来矿山开采水环境保护提供了有益借鉴。     

贺兰山西麓典型干旱区绿洲地下水水化学特征与演变规律

针对地下水资源过量开采而出现的绿洲水文生态问题,以贺兰山西麓具有典型特征的内蒙古腰坝绿洲为研究对象,分开采期、非开采期对地下水进行系统取样分析,综合运用描述性统计、相关性分析、离子比例系数和Piper三线图示法,全面系统地研究了地下水水化学的时空变异特征与演变规律。研究结果表明：①季节变化对潜水和承压水水化学类型空间变异性影响较小,潜水水文化学性质受外界因素干扰较大,承压水受外界因素干扰较少;②蒸发浓缩、阳离子交换和人为混合是控制研究区潜水水质演变的主要水文化学过程;③潜水子系统总溶解固体较高,水化学类型变化也较复杂,主要从HCO3·SO4.Cl-Na·Mg·Ca型向Cl·SO4·HCO3-Mg·Na、Cl·SO4-Na·Mg型演化。承压水水化学类型比较单一,主要以低矿化度的HCO3-Na·Mg·Ca型为主。