地下水流系统特征——以白垩系地下水盆地为例

以不同的研究尺度,白垩系地下水盆地可以划分为若干地下水流系统.水流系统的发育受含水层补给和排泄条件及含水系统结构控制.每一个水流系统都具有整体性、相关性、等级结构性、时序性、动态平衡性、功能性等特征.     

盆地多级次地下水流系统盐分运移实验模拟

地下水年龄和滞留时间包含了地下水循环和演化的重要信息,被广泛用于盆地地下水循环模式的研究.使用多级次地下水流系统演示仪,实验模拟了三级水流系统模式中地下水年龄及滞留时间分布.研究发现,盆地底部、区域流线的下游、盆地滞留区最晚响应;浅部的局部水流系统稳定后的浓度值相对较低;中间水流系统相对深部的区域水流系统也较低,滞留区...     

盆地地下水流系统形成与影响因素分析

目前区域（盆地）地下水流系统模拟研究中,常用的定水头与通量两种上边界条件刻画方法与实际条件存在差距。通过对比两种方法的差异和各自适用条件,采用解析法讨论地下水位的形成控制机制,提出了改进后的变通量上边界数值模型,并以鄂尔多斯盆地北部白垩系地下水流系统为例分析了盆地地下水流系统的形成与影响因素。研究表明,鄂尔多斯盆地北部白垩系水流系统地下水位受地形、补给条件和渗透系数三者共同控制,同时特有的气候、地形和岩性组合通过控制地下水位影响地下水流系统的发育演化。采用变通量上边界法探讨上边界条件改变对盆地水流系统的影响,对深刻认识区域地下水流系统形成演化机制,揭示地下水系统与上边界气候变化、植被生态变化之间的相互作用关系具有一定优势。     

鄂尔多斯白垩系盆地北部潜水硝酸盐污染成因分析及防治对策

本文通过调查鄂尔多斯白垩系盆地北部潜水水质,分析了工作区内硝酸盐污染的分布特征.通过对含水层岩性和人类活动两个方面对硝酸盐污染影响的讨论,从改善居民生活用水的角度提出了防治和控制污染的对策措施.     

鄂尔多斯盆地氦同位素的特征

鄂尔多斯盆地是中国最稳定的含油气盆地,也是我国发现1000×108m3以上大气田最多的盆地。根据46个气样氦同位素分析,3He／4He为3．1×10-8-1．2×10-7,平均为4．36×10-8,R／Ra值为0．022-0．085,是壳源氦的特征。鄂尔多斯盆地3He／4He和R／Ra值不受天然气的成因类型、气的产状及气的原生性与后生改造的影响。R／ Ra值定量说明鄂尔多斯盆地构造上极稳定。     

鄂尔多斯盆地水文地质特征及地下水系统分析

鄂尔多斯盆地是我国西北地区东部的一个大型构造沉积盆地,蕴藏着丰富的矿产资源,是我国正在建设 的重要能源基地;鄂尔多斯盆地同时也是一个巨型地下水盆地,赋存相对丰富的地下水资源,将为能源基地建设提 供重要水源。鄂尔多斯盆地是由多种不同类型岩石上下叠置构成的构造沉积盆地,因此它也是一个由不同含水岩 类的多个含水层系统上下叠置构成的巨型地下水盆地。鄂尔多斯盆地总体上构成一个半开启型的地下水盆地,盆 地内不同含水层系统地下水交替循环的方式和深度不同,以寒武系-奥陶系碳酸盐岩类岩溶含水层系统和白垩系 碎屑岩类孔隙-裂隙含水层系统的交替循环深度较大(可达1200～1800m);新生界松散岩类孔隙含水层系统和 石炭系-侏罗系碎屑岩类裂隙含水层系统的交替循环深度较小(一般小于300m)。鄂尔多斯盆地实际上包含了周 边岩溶地下水、白垩系自流盆地地下水和东部黄土区地下水共3个地下水大系统。     

呼和浩特盆地地下水流系统变异机制及其资源效应

几十年的高强度开采致使呼和浩特盆地地下水流系统发生了很大变化。在对含水系统结构特征分析的基础上,结合地下水流场及水位动态特征,对地下水流系统演化模式进行了分析总结,基本可归纳为3个演化阶段,地下水人工开采及沟谷水利工程的修建是地下流系统变异的主要驱动因子。采用均衡法对现状条件下地下水均衡情况进行了定量计算,通过与历史时期均衡情况对比分析,发现在不同水流系统演化阶段,各含水层地下水补排量差异较大,从而导致地下水资源量发生变化,与历史时期相比,潜水含水层资源量明显减小,承压含水层资源量有所增加,但总资源量一定程度减小,地下流系统变异的资源效应明显。     

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...     

含水层层状非均质对地下水流系统的影响

区域尺度上含水层非均质具有复杂的结构性和随机性,难以准确刻画,造成非均质对区域地下水流系统的影响机制研究不够深入。本文以鄂尔多斯盆地白垩系地下水流系统为研究实例,选择典型剖面,采用剖面二维随机数值模拟方法,通过对比不同非均质刻画方法下地下水流场的变化,探讨含水层层状非均质对地下水流系统的影响机制。结果显示,均质条件下模型各向异性（含水层水平和垂向渗透系数比值Kh/Kv）取值为1000时,地下水流场与实际条件较为接近;非均质条件下,渗透系数方差取值0.91,水平相关长度取值5000 m,Kh/Kv取值150时,接近实际条件。研究表明,在大尺度地下水流模拟研究中,采用水平相关长度、渗透系数方差和各向异性值三个变量生成的随机场能很好地刻画含水层的层状非均质特征及其对水流系统的影响控制作用。由于含水层不同尺度层状非均质的叠加效应,采用均质各向异性介质等效概化含水层层状非均质性会造成等效各向异性值偏大失真的效应。     

鄂尔多斯盆地西峰油田原油地球化学特征及其成因

通过对鄂尔多斯盆地西峰油田原油进行系统地采样和高分辨率的GC-MS、IRMS分析,研究了原油的生物标志化合物和碳同位素组成特征,并且进行了油源对比,探讨了其成因。研究资料指示了所研究原油属于同一成因类型;原油有机母质为菌藻类和高等植物,特别是高等植物为原油的形成作出了贡献;原油形成于弱还原和淡水或微咸水环境;原油均为成熟原油;原油地球化学特征和上三叠统延长组长,油层组具有亲缘关系,反映了原油主要来源于长,油层组。这些研究结果为盆地的石油勘探提供了科学依据。     

鄂尔多斯白垩系盆地地下水流动系统驻点的理论与实际意义

地下水系统理论、达西定律和泰斯公式是水文地质学的三大支柱理论,地下水流动系统理论较好地刻画了盆地尺度地下水的循环特征,是指导区域地下水勘查与合理开发利用的重要工具。迄今为止,对地下水流动系统中驻点的形成机理和特征的认识一直停留在定性分析阶段,在实际的大型盆地地下水流动系统中发现并证实驻点存在的实例也不多见。以鄂尔多斯白垩系盆地北部的二号剖面为例,利用双Packer系统获取的不同深度地下水位、水化学和同位素的分层数据,采用水动力学、水化学和放射性碳同位素等综合方法,以实际资料证实并发现在大型盆地深层地下水流动系统中驻点的存在,但这个驻点并不是一个点,而是占据了一定的区域;理论研究认为驻点附近地下水的溶解性总固体较高,实际情况不一定如此,也可以是较低矿化的水,它取决于含水介质中可溶盐量的多少。该项成果进一步完善了地下水流动系统的理论,具有重要的理论与实际意义。     

鄂尔多斯盆地构造沉降特征及对盆地成因的启示

构造沉降作为盆地成因研究中的重要组成部分,对其特征进行分析有助于盆地成因的解析。本次通过对鄂尔多斯盆地内5口典型探井的多期不整合所代表的的剥蚀厚度进行恢复,结合去压实矫正模型以及平均密度、平均古水深等参数的确定,较为精确地刻画出了鄂尔多斯盆地不同构造单元自早寒武世至今的构造沉降特征,同时结合裂谷盆地瞬时拉张模型、裂后热坳陷模型以及前陆盆地挠曲模型对构造沉降曲线进行了模拟,对盆地成因进行分析。鄂尔多斯盆地中寒武世—中生代末期主要由早古生代沉降旋回、二叠—三叠纪沉降旋回与侏罗—白垩纪沉降旋回组成。其中岩石圈热冷却作用引起的沉降贯穿全地质时期。早古生代沉降旋回中,中寒武世的加速沉降主要体现在盆地南部,沉降机制为岩石圈伸展减薄,中奥陶世马家期为全盆地尺度的加速沉降,沉降机制仍为岩石圈伸展减薄。二叠—三叠纪沉降旋回中,晚二叠世—早-中三叠世为该旋回的加速沉降期,该期加速沉降具有多幕裂陷的特征。侏罗—白垩纪沉降旋回中,中侏罗世盆地南部处于缓慢沉降期,沉降机制为岩石圈热冷却作用,晚侏罗世—早白垩世,除伊盟隆起,盆地整体处于加速沉降期,沉降机制为前陆盆地引起的挠曲沉降。     

鄂尔多斯盆地构造沉降特征及对盆地成因的启示

构造沉降作为盆地成因研究中的重要组成部分,对其特征进行分析有助于盆地成因的解析。本次通过对鄂尔多斯盆地内5口典型探井的多期不整合所代表的的剥蚀厚度进行恢复,结合去压实矫正模型以及平均密度、平均古水深等参数的确定,较为精确地刻画出了鄂尔多斯盆地不同构造单元自早寒武世至今的构造沉降特征,同时结合裂谷盆地瞬时拉张模型、裂后热坳陷模型以及前陆盆地挠曲模型对构造沉降曲线进行了模拟,对盆地成因进行分析。鄂尔多斯盆地中寒武世—中生代末期主要由早古生代沉降旋回、二叠—三叠纪沉降旋回与侏罗—白垩纪沉降旋回组成。其中岩石圈热冷却作用引起的沉降贯穿全地质时期。早古生代沉降旋回中,中寒武世的加速沉降主要体现在盆地南部,沉降机制为岩石圈伸展减薄,中奥陶世马家期为全盆地尺度的加速沉降,沉降机制仍为岩石圈伸展减薄。二叠—三叠纪沉降旋回中,晚二叠世—早-中三叠世为该旋回的加速沉降期,该期加速沉降具有多幕裂陷的特征。侏罗—白垩纪沉降旋回中,中侏罗世盆地南部处于缓慢沉降期,沉降机制为岩石圈热冷却作用,晚侏罗世—早白垩世,除伊盟隆起,盆地整体处于加速沉降期,沉降机制为前陆盆地引起的挠曲沉降。     

鄂尔多斯盆地北部直罗组砂岩重矿物分布特征及其指示意义

近年来,鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿资源评价取得了较大进展,关于找矿目的层物源和铀源的问题长期以来备受关注.运用重矿物综合分析方法,探讨鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿赋矿层直罗组碎屑物质来源和成矿铀源.结果表明,研究区内直罗组的重矿物组合主要为石榴子石+锆石+绿帘石+黑云母+尖晶石,其次包含少量磷灰石、榍石、金红石、角闪石、电气...     

Isotopic constraints on the origin of groundwater in the Ordos Basin of northern China

Despite its extreme aridity, the Ordos Basin in northern China is rich in groundwater. Many artesian wells or springs with large fluxes are utilized for drinking, irrigation and industrial production. In a search for the origin of the groundwater, a detailed investigation of the stable isotopes of oxygen and hydrogen in the local precipitation, the river water, the springs, the well water, as well as the soil water extracted from six soil profiles in the Ordos Basin, was carried out. The data show that δD, δ¹⁸O and TDS values of the river water are similar to those of groundwater, while the TDS values of the soil water are about ten times greater than those of groundwater. Furthermore, the mean isotopic compositions of the local precipitation are significantly higher than those of river water and groundwater. Based on the chloride mass balance method, the estimated recharge rates range from 5.2 to 17.2 mm/year, with a mean value of 10.5 mm/year. The results show that the main source of recharge of the groundwater in the Ordos Basin is not the local precipitation, but must come from a region where the precipitation is characterized by much lower δD and δ¹⁸O values. In addition, the groundwater in the Ordos Basin contains a component of mantle-derived ³He and crust-derived ⁴He suggesting that the groundwater may partly derive from flows through basement faults beneath the Ordos Basin.     

涡河流域河南段浅层高碘地下水分布及成因

通过分析涡河流域河南段249组浅层地下水样,发现浅层高碘地下水分布面积为5 818.9 km2,占总面积的51.97％,主要分布于研究区北部、东北部,其次分布于太康县的东部地区。第四纪松散沉积物中的碘是浅层地下水中碘的主要来源。气候条件使得浅层地下水中的碘倾向于聚集,地形地貌控制下的地下水流场以及抽取地下水灌溉庄稼的过程,均使浅层地下水中的碘逐渐浓缩而形成浅层高碘地下水。     

Simulation of nitrate transport and wastewater seepage in groundwater flow system

Groundwater quantity and quality modeling is one approach for optimal use of available water resources in arid and semiarid regions. This study was conducted to simulate flow treatment and nitrate transport on Shahrekord aquifer using three-dimensional solute transport model and geographical information system. Hydraulic conductivity, specific yield and recharge values in flow simulation process and effect molecular diffusion coefficient, longitudinal dispersivity and distribution coefficient in quality model were calibrated. 120 water samples during July 2007 to June 2008 were collected monthly from 10 wells and measurements of nitrate were carried out. The results show that the developed model is successfully used to simulate flow path and nitrate transport in saturated porous media. The highest values of nitrate occur along Bahram–Abad village and the surroundings. The groundwater quality in the area represents a complex system, which is affected by different factors of pollution, such as urban wastewater and leaching of agricultural lands.     

太湖流域北部地下水化学特征及成因分析

为研究太湖流域北部地下水的化学特征及成因,以水文地质研究为基础,综合利用数理统计、Piper三线图和离子比等方法,对不同含水层地下水的化学特征和控制因素进行分析。结果表明:研究区潜水的水化学类型较多,总体以Ca·Na-HCO3型和Ca·Na-HCO3·SO4型为主;承压水的水化学类型较简单,阴离子以HCO3型为主,阳离子以Ca、Ca·Na、Na为主;地下水主要受矿物风化-溶滤作用影响,其中含钠硅酸盐岩溶解对地下水化学特征影响较大;潜水受人类活动影响,工矿活动的影响大于农业、生活污水的影响;承压水中发生了阳离子交换,使Ca2+和Mg2+浓度降低而Na+浓度增高;潜水与承压水的离子特征在垂向上具有明显的分层性。     

关中盆地地下水系统的划分与特征

关中盆地是一个水文地质结构完整、含水系统与水流系统相对独立、水循环开放的地下水系统。通过概述区域水文地质结构和地下水循环特征,依据地下水含水介质的结构组合、分布特征以及地下水循环特征的不同,将关中盆地地下水系统划分为6类: 黄土台塬孔隙-裂隙含水系统、冲积平原孔隙含水系统、山前洪积平原孔隙含水系统、渭北岩溶含水系统、新近系和古近系砂泥岩互层裂隙-孔隙含水系统及基岩裂隙含水系统。文章总结分析了每种含水系统的富水性、补径排、水化学和动态特征,旨在为客观评价关中经济区水资源现状并提出水资源优化配置、开发利用和保护方案提供依据。研究成果对建设优良、宜居的生态环境和经济可持续发展具有积极的意义。     

鄂尔多斯盆地北部侏罗系直罗组沉积特征与演化*

鄂尔多斯盆地东北部发现的多个砂岩型铀矿床均赋存于侏罗系直罗组下段砂岩中。前人对已知铀矿床分布区直罗组的沉积学研究程度相对较高,但对盆地北部直罗组大区域沉积体系展布与演变、物源供给特征等的研究仍较为薄弱。文中在大量钻井资料分析、野外剖面实测等基础上,将盆地北部砂岩型铀矿含矿层段直罗组下段细分为2个亚段。在直罗组中识别出河流和三角洲相沉积,认为直罗组下段下亚段主要发育砾质、砂质辫状河沉积,东北部地区发育辫状河三角洲沉积;直罗组下段上亚段主要发育砂质辫状河和曲流河沉积;直罗组上段则以曲流河沉积为主。结合前人研究工作,认为源岩物质组成、有利沉积相带和气候条件对鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿的成矿均具有重要控制作用。对盆地北部直罗组沉积特征及其演化的整体认识,可为该区砂岩型铀矿床的进一步勘查提供重要的沉积学依据。