地下水中酸性污染羽的自然净化作用数值模拟研究

酸法地浸采铀对铀矿层的地下水环境有极大的破坏作用,当开采结束后将形成酸性地下水污染羽。为恢复含矿含水层的水质,必须采取有效的污染治理措施。自然净化是一种较经济的方法,但是必须对其有效性进行评价。本研究以某退役地浸铀矿采区含矿含水层为研究对象,采用反应溶质运移模拟方法来研究酸性污染羽在含水层中的自然净化作用。研究中使用PHT3D模型模拟污染羽的运移,模拟反应组分共12种、沉淀溶解矿物共6种,模拟时长为5a。模拟结果表明:酸性污染物进入地下水后,形成了由方解石、Al(OH)3（a）和 Fe(OH)3（a）反应所控制的pH缓冲区;随着酸性污染羽的向下游高pH值地下水区域移动,方解石溶解与石膏沉淀反应可使SO42-浓度产生明显下降,其他主要金属离子污染物也有明显的自净作用。     

乌东德水电站坝址区SO_4(2-)成因与分布特征分析

针对金沙江乌东德水电站坝址区左右两岸地下水中SO42-含量的差异,尤其是左岸SO24-含量普遍高于右岸的特征,通过岩矿和水化学成分分析,采用聚类分析法分析了地下水中SO42-与其他离子成分的相关性,并结合水岩相互作用及水化学场、水温场、水动力场等方面的分析研究,发现坝址区地下水中SO42-的来源主要与地层中的黄铁矿有关,左右两岸地下水中SO42-含量的差异主要由于二岸地下水循环不同所致。     

盐池东部白垩系地下水化学特征及演变

以鄂尔多斯白垩系盆地西缘盐池地区白垩系浅层地下水含水层为目的层,在综合分析研究区水文地质条件的基础上,通过野外调查、取样、试验分析,系统整理地下水水化学数据,对该区域白垩系地下水水化学特征进行了分析.结果表明,盐池白垩系地下水化学类型主要为SO42-·Cl-、SO42-型,地下水溶解性总固体总体分布规律是分水岭东部溶解...     

土地利用方式对喀斯特浅层地下水质量的影响

对贵州中部喀斯特山区的阔叶林区、旱作农业区、复合农业区、城镇居民区进行地下水资源调查和浅层地下水的采样分析,探讨土地利用方式变化对喀斯特浅层地下水化学及水质的影响.研究结果表明:喀斯特山区土地利用方式从林地-耕地-城镇居民地方向的变化过程中,其浅层地下水的HCO3-、SO42-、Ca2 、Mg2 、Na 、K 、NH4 、Cl-、PO43-、NO3-的含量发生了明显的变化.在复合农业区表现为SO42-、NO3-、NH4 、Pb、Cr和Cd含量的增加造成地下水质量的下降,而在城镇居民区则表现在高锰酸钾指数以及SO42-、NH4 、NO3-、Pb、Cr和Cd含量的增加.     

河北平原地下水硫酸盐34S和18O同位素演化特征

地下水中硫酸盐的34Ss和18O在探寻地下水的水质演化规律、赋存环境特征方面具有重要的研究意义,笔者选取保定-河间-沧州-黄骅剖面采集深层地下水水样,分析测试了其主要阴阳离子含量、δ18O、δD、14C及δ34Sso42-和δ18Oso42-各项指标,在此基础上首次探讨了河北平原地下水中硫酸盐的硫、氧同位素分布特征与演化机理.研究发现研究区地下水硫酸盐的δ34Sso42-值沿地下水流向增大,δ18Oso42-值则在一个较小的范围内波动,最终接近一个常数值,二者间呈现较好的负相关关系;δ34Sso42-值随地下水14C年龄的增加而增加,δ34Sso42-则随地下水14C年龄的增加而趋于稳定;34Sso42-值与r(so42-)/r(C1-)的值呈负相关关系,δ18Oso42-值与r(SO42-)/r(C1-)的值则呈正相关关系.在研究区地下水中硫酸盐的34S和18O同位素的分布演变特征主要由SO42-和水之间的同位素交换反应、微生物硫酸盐的还原作用、硫化氢的再氧化作用所影响,其中微生物硫酸盐的还原作用的结果使地下水中的硫酸盐富集34S,SO42-和水之间的同位素交换反应是影响地下水的δ18Oso42-值的主导因素,使地下水的δ18Oso42-取决于地下水的氧同位素组成.     

鄂尔多斯白垩系地下水盆地硫酸盐的水文地球化学特征及来源

鄂尔多斯白垩系地下水盆地蕴藏有丰富的地下水资源,地下水赋存于白垩系砂岩中。为了查明地下水微咸水的成因,对40件地下水样品的水化学组成、SO42-的区域分布特征和28件硫同位素组成进行了分析,并对34件岩石样品进行了溶滤试验研究。结果表明:SO42-是地下水中主要阴离子组分,具有东部低西部高,北部低南部高的区域分带特征;硫酸盐是白垩系地层中主要的易溶盐组分,并以石膏和芒硝形式存在;地下水中SO42-主要来源于地层中石膏和芒硝,其次是地层中的硫化物,少量来源于有机硫。     

砂岩型铀矿地浸浸出液溶质运移过程的综合地球物理监测

采用地浸方式开采砂岩型铀矿,对地浸溶液的浓度梯度分布范围及溶质运移过程的监控极为必要。本文利用在内蒙古二连盆地某砂岩型铀矿山进行的一组以CSAMT和TDIP地浸浸出液分布探测试验,对地浸矿山浸出液分布范围和溶质运移过程进行深入研究。结合研究区域的地质、水文、岩层电阻率测井、岩石极化率和地层电性特征资料,对研究井场的监测结果进行了解译,获得了研究区域井场下方的电阻率二维反演模型和激发极化中梯装置视极化率异常分布模型,初步建立了一套专门针对地浸采铀溶质运移过程的地球物理监测方法。     

基于数据挖掘卤代烃污染的地下水化学特征

化学工业的蓬勃发展,卤代烃越来越成为日常工业生产中不可或缺的原料或者辅助,且不可避免的会进入地下水环境,因此,需要对其在地下水中的运移及影响进行研究。以国家前期工作中取得的地下水污染调查的数据成果为载体,联合分析地下水中卤代烃与各项无机指标,以卤代烃中的二氯甲烷为例,对已取得的数据进行挖掘分析,初步分析二氯甲烷对地下水水化学产生的影响,进而探讨地下水中无机离子与二氯甲烷交互作用关系,发现二氯甲烷存在的地下水中Mg2+以及SO42-相对Cl-离子有所减少。从数量关系上探讨卤代烃污染的地下水与未受其污染的地下水的水化学差异,对卤代烃污染的识别提出一种综合研究思路。     

新疆喀什噶尔河流域高氟地下水富集因素分析

以新疆喀什噶尔河流域地下水中的氟为研究对象,依据地下水污染调查数据,分析研究区地下水中氟的富集因素。研究结果表明,地下水主导阴离子为SO42-和Cl-,主导阳离子为Na+和Ca2+,水化学类型以SO4·Cl型和Cl·SO4型水为主。地形及水文地质条件是影响浅层地下水中氟富集的主要外在因素,水文地质条件是影响深层地下水的主要外在因素。水化学环境也是影响地下水中F-富集的重要因素,地下水的弱碱性环境对F-含量具有一定的富集作用,同时,高TDS、高TH、高Cl-、高HCO3-、高Ca2+和高Na+均有利于F-的富集。     

兰州市地下水化学特征及演化模拟

为探究兰州市浅层地下水水质演化过程,通过对兰州市浅层地下水所取的40组水样进行分析测试,运用描述性统计、相关性分析、Piper三线图、Gibbs模型、离子比例系数方法对该区地下水特征进行分析,并运用PHREEQC软件反向模拟地下水演化规律。结果表明：兰州市地下水pH平均值为7.59,地下水呈弱碱性,地下水TDS值相对较高,其平均值为2353.21 mg/L ;SO42-和Na+分别是研究区地下水中优势阴、阳离子;SO4·Cl-Na·Mg和SO4·HCO3-Na·Ca型为主要地下水化学类型。研究区地下水化学组分主要受蒸发-浓缩作用影响;在两路径模拟中,均为方解石发生溶解,Na+将Ca2+发生阳离子交替吸附作用,白云石、岩盐、石膏均发生沉淀。     

罗山自然保护区地下水化学特征研究

罗山自然保护区是宁夏中部的水源涵养林区。通过对罗山地下水进行取样分析、综合运用描述性分析、因子分析的方法,对地下水化学成分的统计特征及其在空间上的变化规律进行了分析研究。结果表明:①罗山浅层地下水中HCO3-和SO42-绝对含量较高,为地下水中的主要离子。以罗山为中心,向四周辐射,地下水化学类型特征及演变规律;地下水中的Mg2+、Na+、Cl-、SO42-、NO3-和TDS的相关程度很高,主要是来自沉积砂岩、板岩中的长石、石英和绢云母;区内硫酸根离子、氯离子和水的总硬度普遍超标,咸水区对人体有害的氟化物含量超标,部分微咸水区的氟化物含量超标,淡水区未出现超标现象。     

基于FEFLOW的三维土壤-地下水耦合铬污染数值模拟研究

`土壤-地下水耦合数值模拟是定量刻画水流和溶质运移的主要手段。现有大范围场地尺度的研究受到数据采集难度及模拟计算量的限制,多是将土壤和地下水分成两个系统,这种方式不利于模型之间的计算反馈,易出现计算误差,因此将土壤和地下水作为整体系统研究具有重要意义。为精确刻画实际场地土壤-地下水系统中污染物迁移规律,揭示变饱和反应溶质迁移模型的参数敏感性,以某铬污染场地为研究对象,基于现场试验及前人研究所获数据,采用Galerkin有限元法建立三维土壤-地下水模型,定量描述六价铬在土壤-地下水中的迁移规律。在此基础上,通过改变补给条件,研究潜水面在土壤-地下水系统中的波动。并讨论阻滞系数和反应常数对溶质运移的影响。结果表明:在土壤中,污染物最大水平迁移距离为场地东南侧300 m;地下水中污染晕最大分布面积约为1.632 km2;垂向上土壤中的六价铬仅需15.6 h即可下渗至潜水面,第6天贯穿含水层。当潜水面随着补给量变化而波动时,地下水中六价铬会随水流进入土壤,影响土壤中污染分布。对溶质运移参数的讨论显示,当反应常数由0增大至10?6 s-1时,迁移出场区边界时地下水中污染物浓度约减少2000 mg/L,较难迁移至涟水河。基于FEFLOW的数值模型,能够解决各系统之间交互性差的问题,提供较为精确的模拟结果。     

511铀矿床区域水文地质综合评价中的同位素技术研究

本文在资料调研的基础上，探讨了地下水埋深的影响因素，介绍了应用同位素水文技术，水化学和水中微量元素分析及同位素单孔示踪技术等综合评价方法研究地下水成因及运移的控制因素，查明511铀矿地浸采矿中的水文地质问题。     

考虑地表-地下水相互作用的地下水流动研究

地下水是水文系统的重要组成部分,对保护和开发日益枯竭的水资源具有重要的战略意义。地下水作为一种自然资源,对供水和水质起着至关重要的作用。地下水模拟是水资源可持续管理的重要组成部分。因此,地下水的物理机制应该通过建立详细的水文和污染物运移模型来确定。此外,为了建立准确的地下水模型,应考虑地表-地下水相互作用。虽然许多研究将地下水作为一个单一系统,研究地下水水力学和水文学,但通过在不同情况下进行敏感性分析来研究地表水-地下水相互作用和地下水行为的研究很少。因此,本文将地表水和地下水视为一个独立的系统,并进行相应的模拟。本研究利用三维有限差分法地下水流动与污染物运移模拟模型,建立了一个概化的河流-含水层模型。研究了地表水与地下水相互作用对水文特性的影响。利用概化河流-含水层系统的水文模型,在不同的水流边界条件和水流路径下进行分析,得到地下水位波动和河流与含水层之间的流量。     

江油市规划应急水源地地下水水化学特征分析

通过在江油市规划应急水源地及其上、下游采集地下水水样进行化学分析,共采集15个样品。结合主离子浓度、Piper图及沿程变化对该水源地地下水的水化学特征及其上、下游地下水水化学变化规律进行分析,结果表明：研究区地下水呈弱碱性,属硬度水和极硬度水,TDS平均值为281.446 mg/L,其中阳离子以Ca2+、Mg2+为主,Na++K+次之;阴离子以HCO3-和SO42-为主,Cl-较少;地下水的化学类型为HCO3--Ca2+。在沿程变化上,自上游至下游,地下水TDS及主离子均有整体增加的现象。地下水化学类型由HCO3--Ca2+型变化为HCO3-·SO42--Ca2+·Mg2+型。     

PHREEQC在地下水溶质反应-运移模拟中的应用

由于地下水污染的加剧,对地下水中污染物运移规律的研究日益受到重视。地下水中的溶质在运移过程中伴随着溶质组分间的化学反应,因此需要建立地下水溶质运移与化学反应的耦合模型。PHREEQC是近年来发展起来的描述局部平衡反应、动态生物化学反应的水文地球化学模拟软件。本文利用该模拟软件对一维地下水流动过程中溶质离子交换反应和动态氧化还原反应进行了模拟。结果表明,PHREEQC能够成功地进行溶质运移情况下复杂水化学反应模拟,但对于复杂地下水流和溶质运动的情况,有必要耦合其它的地下水流动和溶质运移软件来共同完成。     

徐州东部废弃矿井地下水化学及其时空演化特征分析

矿区闭坑后,区域地下水动力条件的改变以及引起的地下水污染可能对环境影响较大。本文以徐州东部废弃矿井为 研究对象,在进行水文地质调查分析的基础上,采集地下水样,进行水化学分析,结果表明研究区内太原组灰岩含水层的 水化学类型具有明显分带性,从西北向东南由HCO3·SO4-Ca型、SO4-Ca·Mg型向HCO3·SO4-Ca·Mg型、HCO3-Ca·Mg型依次 过渡。矿井关闭后,地下水位抬升,水文地质条件发生改变,地下水水化学组分相应有所变化。对研究区水化学特征的演 化特点进行分析,发现地下水受阳离子交替吸附作用影响,呈现出Ca2+、Mg2+、SO42-增大,Na+、K+减小的趋势。     

泰安新泰市地下水化学特征研究

针对新泰市区及周边村镇的水资源调查、水文取样及地下水的系统分析,综合运用相关分析和因子分析方法,研究了新泰市地下水水化学特征并揭示了其成因,指出NO3-、Cl-及SO42-浓度升高预示人为因素对地下水已经产生了一定的污染。     

泰安新泰市地下水化学特征研究

针对新泰市区及周边村镇的水资源调查、水文取样及地下水的系统分析,综合运用相关分析和因子分析方法,研究了新泰市地下水水化学特征并揭示了其成因,指出NO3-、Cl-及SO42-浓度升高预示人为因素对地下水已经产生了一定的污染。     

地浸采铀矿区地下水中UO22+和SO42-迁移的数值模拟

原地浸出(简称地浸)采矿又称为"溶液采矿"或"化学采矿",是上世纪70年代以后发展起来的一种非传统的新的采矿技术,它是一种集采矿、选矿、冶金于一体的新的采矿理论和采矿方法,是将溶浸液直接注入地下含矿岩层中,利用矿物与水溶液的化学反应来获取有用金属和化合物.目前国内外在一些有色金属、贵金属、稀有金属矿床中都在逐渐应用溶浸采矿技术,其中应用最广泛和成功的尤其是铀矿床的溶浸开采.原地溶浸采矿具有基建投资少,生产成本低,建设周期短,生产效率高,资源回收率高,适于开采低品位贫矿,保护地表生态环境等优点;但是,地浸采矿将造成对地下水的污染,采矿结束后必须对地下水进行修复和复原(Mudd,2001;IAEA,2005).我国于上世纪90年代在新疆伊犁512矿床成功地建成了地浸采铀矿山,目前已有多座地浸矿山投入生产,部分矿山已经采完或即将采完,急需开展地下水的复原研究.本文选择新疆某终采地浸铀矿区,对地下水水中主要污染物UO22+和SO4-的迁移的寿命进行数值模拟,并以此探讨选择合适的地下水复原方法.