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HCO₃·SO₄-Na·Mg·Ca型和SO₄-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HCO₃-Ca·Mg型水。②δ2H-δ18O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。      

肥城盆地区域地下水化学特征及水质评价

为了解肥城市地下水水化学特征及水质状况,选取20个地下水水质分析数据,综合运用统计分析、Piper三线图,Gibbs图及离子比值等水化学方法,分析了地下水水化学特征,基于模糊综合评价法,对地下水进行了质量评价。结果表明,研究区地下水中阳离子以Ca^2+,Mg^2+为主,阴离子则以HCO^-3,NO^-3,SO 2-4为主,阴、阳离子分别存在HCO^-3>NO^-3>SO 2-4>Cl-和Ca^2+>Mg^2+>Na^+>K^+的关系。TDS介于325.0~1720.0 mg/L之间,均值为741.55 mg/L。地下水呈弱碱性,且属高硬水。地下水化学类型以HCO 3-Ca,HCO 3·SO 4-Ca为主,水-岩作用是地下水水化学组分的主要控制因素,主要受碳酸盐岩的风化溶解控制。研究区地下水以Ⅱ,Ⅲ类水为主,占65%,但Ⅴ类水所占比重也较大,占到了35%。     

敦煌盆地地下水水化学特征及水质评价

通过对敦煌盆地38个地下水样品的采集和测试,运用描述性统计法和因子分析法对地下水的化学特征及其成因进行了分析。在此基础上,利用美国农业部(USDA)评价方法和Wilcox图解法对地下水质进行了评价。研究结果表明:敦煌盆地浅层地下水中主要阳离子为Ca2+、Na+、Mg2+,主要阴离子从补给区→径流区→排泄区由HCO₃-→SO₄2-→Cl-转换;深层地下水中阳离子以Na+、Mg2+为主,阴离子主要为Cl- 、SO₄ 2-、HCO₃-,且三者含量较为接近;影响盆地内地下水化学特征的主要因素为蒸发浓缩作用和矿物的溶解作用;水质评价结果显示,可作为农作物灌溉用水的水样约占总水样的26.3%,分布在党河洪积扇扇顶补给区、扇中与扇缘径流区和盆地东南部细土平原径流区。      

鄂尔多斯盆地查布水源地地下水水化学特征及其影响因素

根据94件水化学样品的分析结果，对查布水源地地下水水化学特征及其空间分布规律进行了研究，并结合含水层沉积环境及补径条件探讨了地下水化学成分的影响因素，以期为水源地水质保护提供依据。结果表明：地下水水化学类型呈现明显的水平分带性，东部地下水中阴离子以HCO3^-为主，地下水水质一般较好，矿化度多小于1g／L；西部地下水中阴离子以SO4^2-、Cl^-为主，水质变差，矿化度明显增高；研究区硝酸盐污染比较明显，F^-局部超标，矿化度超标也比较明显；水质受含水层的沉积环境和地下水补径条件及人畜活动的影响明显。水源地开采后，其影响会加大，因此应制定合理的水源地保护方案。     

泰安市城区岩溶地下水水化学特征及成因分析

岩溶地下水是泰安市城区重要供水水源,近年来随着气候环境变化和人为活动的影响,岩溶地下水水化学特征日趋复杂,但其水化学特征及成因尚不明晰。为识别研究区地下水水化学特征、成因机制,本文采用数理统计方法、离子比值、水化学图解等方法,研究了该区岩溶地下水的水文地球化学特征。结果表明：研究区内岩溶地下水水化学类型主要为HCO3Ca型、HCO3·SO4Ca 型、HCO3·SO4·ClCa型。地下水水化学成分主要受水岩相互作用控制,以溶滤作用为主,地下水中的Ca2+、Na+、HCO-3、SO2-4主要来源于方解石、白云石的碳酸盐岩及石膏、盐岩等蒸发岩的溶解,且存在逆向的阳离子交替吸附作用,导致Ca2+含量增加,Na+含量减少,人为活动影响导致地下水中Cl-、NO-3浓度增加。研究成果为研究区内岩溶地下水的合理开发与保护提供了依据。     

济南北跨地区浅层地下水水化学多元统计分析

根据浅层地下水的水流特征和人类活动影响,将研究区进行了水文地质单元分区,应用因子分析法对各分区浅层地下水水化学特征进行研究。结果表明:黄河沿岸(Ⅰ区)浅层孔隙水形成过程中经历了蒸发浓缩作用、混合作用和溶滤作用,以蒸发浓缩作用为主;径流条件差的引黄灌溉区(Ⅱ区),浅层孔隙水形成过程中经历了混合作用和蒸发浓缩作用,以混合作用为主;径流条件较好的地下水开采区(Ⅲ区),浅层孔隙水形成过程中经历了蒸发浓缩作用和溶滤作用,以蒸发浓缩作用为主。     

西宁盆地地下热水的TDS分布特征及富集机理

西宁盆地大部分地下热水中TDS含量较高,极大限制了地热水的可利用性,研究盆地地下水TDS的成因机理,可为后期指导地热资源开发利用提供参考价值。通过对西宁盆地药水滩至盆地中心沿线地下水的常、微量组分的分析,探讨了区内TDS的分布特征及富集机理。结果表明:从盆地边缘到盆地中心,地下水由HCO₃-Ca·Mg型淡水逐渐向SO₄·Cl-Na、SO₄-Na型盐、卤水变化,地下水具有陆相沉积水特征,且变质程度逐渐增强;盆地内不同区域TDS的富集机理也有显著差异,盆地边缘以降水入渗、溶解混合作用为主,湟水中心区域以蒸发浓缩作用和混合、水-岩相互作用为主,而盆地中心区域则以深部沉积物质随热液上涌的混合作用和封闭环境下的水-岩相互作用为主。      

地下水化学组成的时空聚类分析与多级嵌套水流系统识别

水文地球化学是识别地下水流系统的重要方法,然而区域尺度上多级嵌套地下水流系统的复杂性使地下水化学组成的分析和解释难度增加。以鄂尔多斯北部盆地湖泊集中区典型的胡同察汗淖地下水流系统为例,基于丰水期和枯水期3个期次不同深度地下水样品的物理化学数据,应用时空聚类与主成分分析方法,揭示地下水化学组成的空间分布特征、变化规律及其作用机制,分析水化学时空聚类结果对多级嵌套地下水流系统划分的可行性。该聚类结果将地下水样品分为3类,其中C1为以Na-HCO₃型为主的深层地下水,具有偏负的氢氧同位素组成（δD < -70‰,δ18O < -9‰）和极低浓度的NO₃-;C2为Ca-HCO₃为主的浅层地下水,具有偏正的氢氧同位素组成（δD > -70‰,δ18O > -9‰）和高浓度的NO₃-;而C3呈无优势阳离子、δD和δ18O变化范围大且显著线性相关等深、浅地下水混合特征。呈南北条带分布在苏贝淖-胡同察汗淖排泄区的C2和部分C3水化学组成有一定的季节变化。研究验证了研究区受地形和湖泊排泄控制的浅层局部和深层区域地下水流系统的空间分布,识别了苏贝淖-胡同察汗淖排泄区受浅循环和深循环共同影响的强烈作用带,证明了水化学时空聚类方法识别多级嵌套地下水流系统的可行性。      

松嫩平原地下水水质动态研究

一、第四系潜水水质动态从松嫩平原（黑龙江）边缘到中心地带,第四系孔隙潜水体现了水文地球化学环境由淋溶迁移至积累,形成氧化还原环境到还原环境的特征,地下水化学作用由溶滤作用为主,变成以蒸发浓缩和离子交换吸附为主,地下水化学特征呈现多样的化学成分及明显的水平分带性。第四系孔隙潜水为无色、无味、无嗅、透明、     

山东泰安大汶口化工集聚区浅层地下水化学特征及成因分析

为查清山东泰安大汶口化工集聚区浅层地下水环境质量状况,采集地下水样品9组,运用统计分析、相关性分析、因子分析、离子比例关系和饱和指数法,查明研究区浅层地下水化学特征,分析地下水中各离子来源及控制因素。结果表明,研究区浅层地下水为淡水—微咸水,TDS介于0.98～2.40g/L;阳离子以Ca2+、Na+为主,占阳离子含量的49.57%、38.56%,阴离子以Cl、HCO3为主,占阴离子含量的52.81%、25.99%;水化学类型以ClCa·Na为主;浅层地下水化学特征主要受岩石溶滤作用、人类活动因素的影响,二者的贡献率均为40%。在人类活动因素中,工业污染的贡献率达到了31%,说明人类活动因素对地下水环境造成了严重影响,且随着时间的推移,影响程度将更为显著。     

威海市地下水防污性能评价

地下水防污性能评价反映地下水遭受污染的可能性,可以为土地利用规划、地下水资源保护规划、地下水水质监测等提供科学依据。该文采用美国EPA地下水防污染性能评价方法(DRASTIC),对威海市主城区范围内地下水防污性能进行了评价,为政府部门合理开采利用地下水提供了科学依据,有利于地下水资源保护和城市建设协调发展。     

下辽河平原浅层地下水脆弱性评价

以下辽河平原为研究对象,在DRASTIC模型基础上,结合RS技术建立了DRASTICL(DRASTIC land use type)模型。利用ArcGIS的水文分析工具对DEM影像进行子流域划分与数据提取。通过对参数进行不确定性表征,对三角模糊参数设定不同α截集,在此基础上将随机参数和模糊参数进行蒙特卡罗模拟。将不同α截集下模拟结果代入模糊模式识别模型,根据累积分布规律,选取不同百分位,从而得出不同α截集与不同百分位地下水脆弱性取值。结合ArcGIS数据可视化表达,得出不同α截集下下辽河平原浅层地下水脆弱性分布图,以此辨析下辽河平原浅层地下水不确定性与脆弱性程度。最后运用灵敏度分析辨别各参数对模拟结果的实际贡献程度。结果表明：（1）模糊模式识别模型用非线性的形式充分反映参数连续性变化对模拟结果产生的影响。（2）加入土地利用类型参数,结果更能反映人类活动影响下地下水脆弱程度。（3）不同α水平、不同百分位、与不同灵敏度系数3个层次的分析有效处理了参数不确定性问题,为制定相关政策提供更加准确的参考依据,对今后本地区的地下水环境开发利用和保护具有重要意义。     

渭河干流浅层地下水与地表水中重金属Cd污染特征及风险评价

为了解渭河流域水体重金属污染现状及健康危害风险,沿渭河干流采集浅层地下水和地表水水样,采用单因子指数法和美国环境保护署(USEPA)健康风险评价模型揭示了水体中重金属Cd污染现状和健康风险。结果表明:2018年渭河干流地下水和地表水中Cd浓度分别为426.40~1104.27 ng·L^-1和224.70~1154.12 ng·L^-1;参照《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)和《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)得知,地下水和地表水中Cd浓度均在GB/T 14848—2017和GB 3838-2002Ⅰ~Ⅲ类标准限值内;水体中Cd浓度表现出明显的空间分异性,沿河流流向均表现为逐渐增加的趋势;地下水与地表水中Cd浓度高值区相一致,即集中分布于陕西省兴平市和渭南市临渭区;由水体中Cd浓度单因子指数评价结果可知,渭河干流水体中Cd污染属于清洁水平;沿河流流向,渭河中游和下游水体中Cd浓度单因子污染指数远高于上游;水体中重金属Cd对成人和儿童产生的致癌风险分别为(1.48~2.05)×10^-4和(1.84~2.55)×10^-4,说明水体中Cd对人体可能会产生一定的健康风险。     

Analysis of groundwater recoverable resource by numerical method in Linfen Basin of Shanxi, North China

Calculation of the groundwater recoverable resource is the main part of groundwater resource evaluation. The three-dimensional groundwater flow model in Linfen Basin was established by GMS software. Then the numerical model was calibrated by observed groundwater level from February to December in 2 000. Based on the calibrated model, the groundwater recoverable resource is calculated. The simulation result shows that under the given value of the groundwater recoverable resource, the groundwater level would decrease significantly in the first 1 000 days, while the water level would drop slowly in 1 000 to 2 000 days, and the water level change tend to be stable after 2000 days.     

Analysis of groundwater recoverable resource by numerical method in Linfen Basin of Shanxi, North China

Calculation of the groundwater recoverable resource is the main part of groundwater resource evaluation. The three-dimensional groundwater flow model in Linfen Basin was established by GMS software. Then the numerical model was calibrated by observed groundwater level from February to December in 2 000. Based on the calibrated model, the groundwater recoverable resource is calculated. The simulation result shows that under the given value of the groundwater recoverable resource, the groundwater level would decrease significantly in the first 1 000 days, while the water level would drop slowly in 1 000 to 2 000 days, and the water level change tend to be stable after 2000 days.     

典型纳污坑塘周边地下水污染来源识别及其健康风险评估

以典型纳污坑塘(污水库)周边地下水水质监测数据为基础,在对区内地下水污染源进行分析的基础上,采用水环境健康风险评估模型,对区内地下水污染健康风险进行了系统评价研究.污染来源识别结果表明:纳污坑塘周边第Ⅰ、第Ⅱ含水层地下水污染严重,其污染源主要为坑塘内堆放的工业污水以及工业废渣.污染健康风险评估结果表明:8号坑附近第Ⅰ含水层中砷浓度以及北库南侧第Ⅱ含水层中1,2-二氯乙烷总致癌风险分别为10-2、10-3数量级,远超可接受风险水平10-6.不同含水层中污染物平均致癌风险大小关系为,第Ⅰ含水层:砷>1,2-二氯乙烷;第Ⅱ含水层:1,2-二氯乙烷>砷>1,1,2-三氯乙烷>四氯化碳.1,2-二氯乙烷等挥发性有机污染物4种潜在暴露途径的平均致癌风险大小关系表现为:饮用地下水>皮肤接触地下水>经室外吸入空气中气态污染物>经室内吸入空气气态污染物.相对于敏感用地,非敏感用地污染物的总致癌风险以及危害商较低.