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。     

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。     

水化学在新疆伊犁河谷地下水循环中的指示作用

在分析研究区水文地质条件基础上,沿地下水运动方向,重点研究典型剖面水化学在地下水循环演化的指示意义。结果表明:"1号剖面"潜水主要水化学组分浓度在地貌类型(强倾斜砾质、缓倾斜含砾细土、冲洪积细土平原区)分界部位浓度上升,出现峰值。由北向南水化学类型依次为HCO_3—Ca、HCO_3·SO_4—Ca·Mg、HCO_3·SO_4—Ca·Na。"2号剖面"主要阳离子与阴离子具有相同的变化规律,在沿程变化图中出现了一个明显的拐点,即水样F4W04点。从水样点YN01W20到F4W04点,如Ca2+从188.4 mg/L降至48.1 mg/L等。由北向南水化学类型依次为HCO_3·SO_4—Ca·Na、HCO_3·SO_4—Ca·Mg、HCO_3—Ca。水化学结果指示了存在局部循环系统、中间循环系统,地下水以水平方向运移演化特征为主,循环交替强度由北向南逐步减弱,并且地下水循环速率与所处地貌类型紧密相关。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

肥城市岩溶水水化学特征及形成机制

系统分析地下水长期实测数据,并综合运用数理统计方法、水文地质学、水文地球化学的基本理论,探讨了肥城市水化学特征及其时空分布规律、水化学特征形成机制及水文地球化学过程。结果表明:肥城市地下水水化学类型主要为HCO3·SO4—Ca·Mg型,部分为HCO3·SO4·Cl—Ca·Mg型和HCO3·Cl—Ca·Mg型,主要阴离子由HCO3-向SO42-和Cl-偏移,总溶解固体(TDS)及总硬度呈明显增大趋势;地下水多数离子浓度从补给区经径流区到排泄区越来越高;方解石和石膏的溶滤作用是研究区内地下水水化学成分变化的主要影响因素,同时存在部分的盐岩溶解及阳离子交替吸附作用,而人类活动也是不可忽视的重要影响因素。      

东天山北麓平原区地下水化学特征研究

通过分析东天山北麓平原区160组地下水化学样品检测结果,采用舒卡列夫分类法和Piper三线图解法,研究了地下水化学分带特征。南部山前冲洪积砾质平原地下水化学类型为HCO_3·SO_4型,中部细土平原逐渐向SO_4·HCO_3型过渡,北部沙漠区以SO_4·Cl型为主,地下水溢出带为Cl·SO_4型。根据水化学剖面分析地下水各组分含量在径流途经中的变化趋势,分析结果表明,沿地下水径流方向由南向北,地下水中的硫酸盐、氯化物和钠都呈现出逐渐增大的变化规律,导致了水中溶解性总固体逐渐增大,水质逐渐变差。     

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。     

台前县马楼水源地地下水水位动态变化及化学特征研究

马楼水源地位于台前县西南部一带,通过对该区域地下水资源开发利用现状进行分析,结合水源地的水文地质调查及物探勘察成果,对水源地地下水水位动态变化和水化学特征进行研究总结,结果表明:研究区浅层地下水动态类型主要为水文型、水文-灌溉型和气象-灌溉型。中深层地下水动态类型为径流-开采型,地下水位呈缓慢下降趋势,年下降率大约为1 m/a;研究区浅层地下水主要为HCO_3、HCO_3·Cl、SO_4·Cl·HCO_3(SO_4·Cl、Cl·SO_4)和Cl等四种水化学类型,中深层地下水化学类型为单一的SO_4·HCO_3·Cl型地下水。研究结论以期为拟建给水工程的初步设计和水资源的可行性论证提供依据。     

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。     

江苏沛县水源地地下水化学特征及成因分析

以沛县水源地第Ⅲ承压含水层为研究对象,通过系统研究地下水化学组成,采用地下水水化学组分基本特征、舒卡列夫分类、Piper三线图、相关系数法探讨了区域地下水化学特征及其成因机制。结果表明,研究区地下水均为弱碱性微咸水,水化学类型主要为HCO_3-Na·Ca或HCO_3·SO_4-Na·Ca·Mg,含水层地下水化学类型主要受岩石风化作用影响,且沛县位于黄河冲积平原河间泛流地带,同时受鲁西南山区碳酸盐地下水补给、区域地下水径流不畅以及含水层中砂岩的溶释作用等多方面因素影响,导致含水层溶解性总固体(TDS)浓度偏高;氟化物偏高的主要原因是冲积平原形成的巨厚黏土、粉质黏土富含的氟化物以及区域偏干旱的气候条件和鲁西南冲积平原区的含有氟化物地下水的补给等。     

阆中市思依镇地下水水化学特征分析

阆中市思依镇地处四川红层缺水地区,居民饮用水水源主要为浅层地下水,分析总结地下水水化学特征对地区供水具有重要意义。运用Piper三线图、Durov图、Scholler图等水化学分析图解,因子分析、聚类分析统计学方法确定研究区地下水水化学类型、地下水主要离子组分的分布特征,总结研究区地下水水化学特征。研究表明,研究区水化学类型主要为HCO_3-Ca型、HCO_3+SO_4-Ca型、HCO_3-Ca+Mg型三类,占水样总量的94.34%;地下水多为硬水,地下水主要阳离子为Ca~(2+),主要阴离子为HCO_3-+CO_3~(2-);区内地下水化学形成过程中溶滤作用为主导作用。     

宿县矿区太原组灰岩水地球化学特征及地质意义

为了解宿县矿区太原组灰岩水化学特征及空间分布规律,采集了矿区7对生产矿井水样及河流水样进行常规元素、微量(稀土)元素及D、18O测试,利用传统图示及统计方法探讨了地下水化学特征及影响因素,分析了太原组灰岩水径流特征及水化学过程,结果表明:灰岩水主要为SO_4·HCO_3—Na·Ca类型,河流水主要为SO_4·Cl—Na型;灰岩水中∑REE在0.031~0.075μg/L之间,稀土总量、Y/Ho及Y*与TDS受到强烈水岩作用的影响;Ce异常主要受氧化还原条件制约;灰岩水与河流水具有一致的δD—δ~(18)O斜率,大气降水及地表水补给痕迹明显。受蒸发作用影响,河流水体D、18O重同位素富集,δD在-52.41‰~-33.36‰之间,平均含量为-39.56‰;δ~(18)O在-6.69‰~-3.01‰之间,平均值为-4.45‰。灰岩水中D、18O相对较低,δD在-71.83‰~-49.09‰之间,平均值为-60.14‰;δ~(18)O在-10.15‰~-6.64‰之间,平均值为-8.15‰;该区灰岩水表现为由东西向中间径流的特征,这种径流作用直接造成矿区不同矿井常规组分、微量元素及同位素特征的差异。     

内蒙古程家营盆地地下水水文地球化学特征及其成因

通过水文地质调查、水样采集,结合地下水流动系统、吉布斯图、Piper三线图,对程家营盆地地下水水化学特征进行研究;结果表明,该区地下水呈弱碱性,水质较好,TDS、COD浓度较低,水化学类型为HCO_3-Ca;F~-、Mg~(2+)主要受物质来源和山泉水影响;受水-岩相互作用影响,地下水Na~+、Cl~-、HCO_3~-沿地下水径流方向逐渐升高;SO_4~(2-)、K~+表现出沿地下水径流方向逐渐降低趋势;河流沿岸阶地区域地下水径流速度慢、水位埋深浅,受蒸发浓缩作用影响较强形成高TDS地下水;Ca~(2+)离子随受水温和SO_4~(2-)离子浓度升高而降低。程家营盆地地下水水化学特征研究成果,对该区地下水资源的管理、保护以及可持续开发具有重要意义。     

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。     

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。     

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。