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。     

廊坊市地下水化学特征变化研究

为揭示廊坊市地下水水化学特征的形成机理,收集并检测了39个地下水样本。采用相关性分析法、水化学方法和离子比系数法研究了其水化学特性、影响因素和变化原理。研究结果表明:影响浅层地下水盐渍化的主要化学离子为SO42-、NO3-、Cl-和K+。SO42-、NO3-和Cl-的含量差异很大,其他指标相对稳定。γNa/γCl的比值表明在径流形成过程中Na+从土壤含水层中释放出来;水中的Ca2+与土壤中的Na+之间存在交换,导致γNaγCl;γNa/(γNa+γCl)的比值表明,随着地下水深度的增加,阳离子交换水平增强,导致主要阳离子从Na+转变为Ca2+;γHCO3+γSO4/γCa+γMg的比值表明浅层地下水主要来自大气降水,阳离子交换对深层地下水的影响更为明显。廊坊市浅层地下水类型主要为HCO3·SO4-Ca,其分类较复杂,而深层地下水主要为HCO3-Na,地下水的类别较简单。     

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。     

淮河流域平原区高氟地下水与水化学类型的关系研究

自然状态下,高氟地下水的形成与地下水水化学类型密切相关。利用淮河流域平原区775组地下水水化学数据,对地下水的氟含量和水化学类型进行对比分析。结果表明:当TDS小于1. 5g/L时,HCO3-Na·Mg型地下水F-≥1 mg/L的比例达94. 03%,HCO3-Na·Ca·Mg型地下水F-≥1 mg/L的比例达67. 68%。随着阳离子中Mg2+和Na+相对含量上升且Ca2+相对含量下降,阴离子中SO42-和Cl-相对含量下降且HCO3-相对含量升高,高氟地下水占比上升。     

内蒙古杭锦旗气田区地下水化学特征及其形成机制

对内蒙古杭锦旗气田区浅层地下水运用Piper三线图、Gibbs图、氯碱指数图等方法进行水化学特征及其形成作用分析研究,结果表明：杭锦旗气田区浅层地下水具有较高的矿化度,偏碱性,硬度较大,枯水期TDS浓度和总硬度高于丰水期;研究区浅层地下水化学组分在小范围内具有一定的空间变异性,地下水阳离子以Na+、Ca2+为主,阴离子以HCO3-为主,水化学类型主要有HCO3 Ca型、HCO3 Na型和SO4·Cl Na型;研究区浅层地下水化学组分来源于碳酸盐矿物、硅铝酸盐矿物和蒸发岩的风化溶解,且丰水期和枯水期水化学组分有微弱变化,地下水化学特征的形成以岩石风化溶解作用为主。     

滦河三角洲地区深层地下水化学演化规律及成因分析

以滦河三角洲地区第Ⅲ含水层组为例,选取两条水文地质剖面分析深层地下水化学组分特征。文章利用Piper图分析了上下游水化学的分带性,从上游到下游演化顺序为HCO3—Ca·Na型、HCO3·SO4—Na·Ca型和HCO3·Cl—Na型。上游地下水沿流动方向主要发生了溶滤作用,引起HCO-3和Ca2++Mg2+等比例增加,Cl-+SO2-4和Na+也等比例增加。下游地下水沿流动方向不仅发生了溶滤作用,还发生了阳离子交换和脱硫酸作用,引起下游地区Ca2+、Mg2+和SO2-4逐渐减小,Cl-和Na+显著增加,且Na+增加幅度明显大于Cl-。本研究加深了承压含水层地下水从山前到滨海地区整个循环路径上的水化学演化规律及成因的认识。     

贵州水银洞地热水水化学特征与成因

以贵州水银洞地区地热水为研究对象,作piper三线图、聚类谱系图、散点图等对该区地热水水化学特征进行分析,并利用氢氧同位素对热水补给来源、循环深度分析,结合PHREEQC进行水文地球化学模拟对热水成因进行研究.结果 表明,地热水属于低中矿化度的弱碱性水,阳离子以Ca2+、Na+为主,阴离子以SO42--、HCO3-为主,水化学类型以HCO3-·SO42-Ca2+为主,少量HCO3-·SO42-Na+型.氢氧同位素特征及Na-K-Mg三线图表明,热水主要来源于大气降水,水岩程度较低,补给高程1657～2232m,循环深度1295～1790m,热储温度56.82～74.16℃.用PHREEQC进行水文地球化学模拟得到4个模型,均显示地热水形成过程中消耗CO2、O2,黄铁矿被氧化,大量方解石、白云石溶解,并发生Na-Ca阳离子交换作用.大气降水于灰家堡背斜西侧40 km外出露的茅口组地层补给到含水层中,冷水穿过时氧化煤系地层及构造蚀变带中硫化物生成SO42-离子,并在运移过程中受到深大断裂输送的大地热流加热,热水储集在构造蚀变体中与围岩发生反应.硅酸盐矿物溶滤出Na+离子,方解石、白云石被溶解得Ca2+、Mg2+及HCO3-离子,同时在热水中发生Na-Ca阳离子交换作用.良好的储盖条件、发育的构造及热流使研究区形成以Ca2+、Na+、SO42-、HCO3-离子为主的地热水.     

赣南缺水地区浅层地下水水化学特征及成因分析 ——以银坑幅为例

赣南地区是典型的缺水地区,查清该地区浅层地下水水化学特征及演化规律,对保障区域饮用水安全和促进经济发展具有重要意义.现以银坑幅为例,综合采用数理统计、相关分析、Gibbs图解及离子比例系数等方法对研究区97个浅层地下水样品进行分析,结果表明,研究区浅层地下水中阳离子以Ca2+为主,阴离子以HCO3-为主,并且两者在阴阳离子中占绝对优势;浅层地下水水化学类型多样,以HCO3-Ca、HCO3-Ca·Na和HCO3-Na·Ca型水为主;研究区浅层地下水水化学过程以岩石风化溶滤作用为主导;Na+、K+主要来源于钠长石、钾长石等硅酸盐的风化溶解,Ca2+、Mg2+主要来源于碳酸岩风化溶解,其中方解石风化溶解作用较白云岩强;浅层地下水水化学特征受阳离子交换作用和人类活动影响不强烈.     

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。     

卫宁北山山前地下水特征分析及水质评价

以卫宁北山石空段地下水为研究对象,结合中宁平原盆地已有的地质、水文地质资料,介绍了山前地下水水文地质、赋存、补给径流排泄特征、水化学特征和地下水变化动态。地下水受构造地貌控制由山前流向黄河,补给来源主要为大气降水,水岩相互作用从A1—A5点以溶滤、A6—A7混合作用为主,逐渐演变成A8—A10的以浓缩-蒸发为主。水质测试表明:地下水由山前至滨河由苦咸水转化为淡水(微咸水),水化学类型由Cl·SO4-Na(Cl·SO4-Na)型转为HCO3·SO4-Ca·Na型,平原区水质属于较差类别。受人类活动影响,主要污染物为氨氮等。     

额济纳旗浅层地下水环境分析

通过2003年野外采样和室内分析, 研究了额济纳旗浅层地下水的水环境状况和成因. 该区浅层地下水矿化度普遍比较高, 大多数地区的矿化度在800～3 000 mg·L-1之间变化; 整个区域矿化度变化幅度比较大(532～12 267.9 mg·L-1), 水化学类型主要为HCO3·SO4-Na、 Cl·SO4-Na·Ca、 HCO3·Cl-Na·Ca和SO4·Cl-Na型. 浅层地下水矿化度的高低与距离补给源的远近密切相关, 在河岸附近的矿化度变化幅度较小; 在远离河道地区, 随离岸距离的增减而升降, 体现了矿化度的高低主要依赖于补给水源. 地下水化学成分的形成主要有溶滤作用、蒸发和浓缩作用及混合作用.     

秦王川盆地地下水基本特征

秦王川盆地是“引大入秦”工程的主要灌区 ,其地下水的埋藏及分布严格受第四纪地质条件及基底地形控制 ;地下水主要接受沟谷潜流水及灌溉入渗水的补给 ,迳流滞缓 ,排泄条件较差 ,矿化度高 ;水化学类型主要为 Cl· SO4— Na和 Cl· SO4—Na· Mg型水。     

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。     

滦河下游河水及沿岸地下水水化学特征及其形成作用

了解地表水和沿岸地下水的水化学特征及其形成作用,对地下水水资源保护和可持续开发利用具有重要意义。在系统采集滦河河水及沿岸地下水的基础上,运用描述性统计、相关性分析、阴阳离子三角图、Gibbs图、离子比例系数等方法对水样的离子特征和水化学类型的形成作用进行了分析。研究结果表明:(1)从出山口到入海口,浅层地下水化学类型由HCO3型过渡到HCO3·SO4(SO4·HCO3)型,再逐渐转变为Cl·HCO3型,而阳离子则由Ca(Ca·Mg)向Na·Ca(Na)型转化。(2)浅层地下水化学的形成受地形地貌以及地质结构的控制,在山间盆地和冲洪积扇,溶滤作用是控制地下水水化学变化的主要作用,向下游随着含水介质颗粒变细,地下水径流速度变缓,溶滤作用减弱,蒸发浓缩作用逐渐增强,从出山口到入海口,河水和地下水的钠吸附比(SAR)不断增大,说明溶滤作用逐渐被阳离子交替吸附作用代替。(3)河水的水化学类型主要为HCO3·SO4-Ca·Mg(SO4·HCO3-Ca·Mg)型。水化学形成以蒸发浓缩作用为主,同时受河床中的碳酸盐矿物和硅铝酸盐矿物溶滤作用的影响,在冲积海积平原可能存在蒸发盐岩的溶解。     

德阳市城市规划区地下水化学特征分析

根据39个丰水期地下水的水化学分析结果,对德阳市城市规划区内地下水水化学特征及空间分布进行了研究。研究表明:(1)沿地下水渗流途径,TDS以及Mg2+、Na+、SO42-浓度呈上升趋势;而Ca2+浓度却呈下降趋势。(2)地下水化学类型具有较明显的分带性,在渗流途径的上游,水化学类型以HCO3-Ca型水和HCO3-Ca+Mg型水为主;在径流途径的下游或排泄区域,水化学类型以HCO3+SO4-Ca+Mg型水和HCO3+SO4-Na+Ca型水为主。(3)区内铁锰污染比较明显,部分地区总铁和锰的含量达到Ⅳ类地下水标准,铁锰超标主要是受原生地质环境的影响;总硬度超标明显,39件水样中12件达到Ⅳ类地下水标准。     

苏南地区地下水化学特征及演化分析

苏南地区深层地下水禁采距今已20年,水动力场和地下水环境发生了较大变化,结合2009年和2019年两期地下水采样测试数据,综合统计分析、Piper图、Gibbs模型、氯碱指数和离子相关关系等方法分析了不同层位地下水水文地球化学及其演化特征,探讨了水化学组分的来源及形成演化。结果表明：潜水水化学类型以HCO-3—Na+·Ca2+型为主,孔隙I承压水水化学类型以HCO-3—Ca2+·Mg2+型为主,深层承压水以HCO-3—Na+·Ca2+型为主,不同时期各层位优势阳离子和阴离子未发生变化,水化学类型向复杂趋势演变,地下水化学组分主要受岩石风化、阳离子交换吸附作用和人类活动的影响,其中潜水和I承压水—岩作用以硅酸盐岩和碳酸盐岩作用为主,深层承压水以硅酸盐岩和蒸发盐岩为主。研究结果可为苏南地区地下水资源开发和管理提供科学依据。     

苏南地区地下水化学特征及演化分析

苏南地区深层地下水禁采距今已20年,水动力场和地下水环境发生了较大变化,结合2009年和2019年两期地下水采样测试数据,综合统计分析、Piper图、Gibbs模型、氯碱指数和离子相关关系等方法分析了不同层位地下水水文地球化学及其演化特征,探讨了水化学组分的来源及形成演化。结果表明：潜水水化学类型以HCO-3—Na+·Ca2+型为主,孔隙I承压水水化学类型以HCO-3—Ca2+·Mg2+型为主,深层承压水以HCO-3—Na+·Ca2+型为主,不同时期各层位优势阳离子和阴离子未发生变化,水化学类型向复杂趋势演变,地下水化学组分主要受岩石风化、阳离子交换吸附作用和人类活动的影响,其中潜水和I承压水—岩作用以硅酸盐岩和碳酸盐岩作用为主,深层承压水以硅酸盐岩和蒸发盐岩为主。研究结果可为苏南地区地下水资源开发和管理提供科学依据。     

中国北方高砷地下水分布特征及成因分析

本文分析了银川平原北部饮水型砷中毒分布、水文地质条件和水化学特征,并探讨了地下水中砷离子分布规律和富集环境。研究表明:高砷地下水区呈两个条带状分布于冲湖积平原,主要为埋藏深度小于40m的潜水,水化学环境呈弱碱还原环境,水化学类型主要为HCO3-Na·Ca,Cl·HCO3-Na,Cl·HCO3-Na·Ca型;最后对比分析了中国北方内蒙古平原、山西大同盆地、新疆、吉林西部高砷地下水分布和环境地质特征。     

塔木素铀矿床地下水化学特征研究

塔木素铀矿床地下水具有砂岩型铀矿床中很罕见的高矿化度地下水特征,偏碱性(平均pH=7.52)。水中阳离子主要为Na+,其次为Ca2+、Mg2+,少量K+;阴离子主要为Cl-,并含有HCO-3、SO2-4等。矿化度为17.18~49.65g·L-1,平均为35.39g·L-1。水化学类型为Cl-Na型和Cl·SO4-Na型,随着矿化度的增加,水化学类型变为Cl-Na型。同位素研究显示,地下水δ18 O=-7.2‰~-8.9‰,平均为-8.24‰;δD=-73.9‰~-75.1‰,平均为-74.44‰。与地表水体值(δ18 O=-7.1‰~-7.4‰,δD=-56.5‰~-58.9‰)相比,二者均明显偏低,推测地下水主要为封存水,而与盆地周边地表水没有直接联系。234 U/238 U=1.02~2.16,平均为1.552,应该是受含矿地层α反冲作用影响,导致水中234 U增加所致。地下水中铀含量为0.14~73.1μg·L-1,平均16.35μg·L-1,地下水中铀含量与234 U/238 U值有明显的正相关关系。     

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。