地球化学计算中误差传递分析的应用

通过两个实例讨论了地球化学计算中的误差传递问题,对照了四种不同方法的潜力和限制,拓广了蒙特卡洛方法在相关变量分析中的应用,指出其在不同条件下总能用有限机时逼近合理结果,揭示出协方差矩阵法的特殊效益,可相对于独立初始变量展现中间变量的相关关系。     

地球化学计算中误差传递分析的应用

 通过两个实例讨论了地球化学计算中的误差传递问题,对照了四种不同方法的潜力和限制,拓广了蒙特卡洛方法在相关变量分析中的应用,指出其在不同条件下总能用有限机时逼近合理结果,揭示出协方差矩阵法的特殊效益,可相对于独立初始变量展现中间变量的相关关系。     

岩溶土壤中CO2浓度、水化学观测及其与岩溶作用关系

本研究选择了具有我国南方岩溶石山地区特点的桂林丫吉村试验场为研究场区,对其岩溶土壤的ＣＯ２浓度变化、岩溶泉水和土壤水水化学指标、石灰岩的溶蚀作用进行了定位长期观测。观测结果显示:（１）土壤ＣＯ２浓度的季节变化在泉水和土壤水水化学上均能反映出来;（２）两个土壤剖面的石灰岩溶蚀试验结果均表明,溶蚀强度随不同土壤深度的ＣＯ２浓度的变化基本是一致的,但土壤水分的差异会造成溶蚀强度的正叠加;（３）两个土壤剖面由于所处小环境、土壤结构和与下垫面灰岩关系不同,使得其中ＣＯ２浓度历月变化特征有一定差异。      

毕节市北部岩溶地下水水化学特征及影响因素的多元统计分析

本文利用层次聚类分析和因子分析两种多元统计方法探讨了贵州省毕节市岩溶地下水水化学组分特征及影响因素。结果表明:研究区地下水组分浓度变化范围较大,具有明显的空间变异性,其受到地理因素、水岩作用过程、土壤等自然因素、人类活动的影响。这四个影响因素能够解释地下水水化学组分82%的特征,其中,水岩作用过程和人类活动是主要影响因素。地下水中HCO3-、SO42-、Ca2+和Mg2+主要来源于碳酸盐岩矿物的溶解,同时也受到人类采煤活动的影响;Cl-、K+、Na+和NO3-则主要受到人类活动,特别是农业化肥、粪肥、农药施用和生活污水排放等因素的影响。本研究有助于深化对西南岩溶地下水水化学特征的理解,有助于有效预测岩溶地下水污染物来源,且对岩溶区水资源的合理开发利用具有积极的指导意义。     

河北廊坊南部地区地热水化学特征及成因机制

地热资源的开发利用带来了良好的经济效益和社会价值, 但不合理地开发利用地热资源, 会对地表水及浅层地下水造成重大污染。通过水化学分析和水文地球化学模拟手段, 分析了廊坊南部地区地下热水水化学特征及水质的成因机制。研究表明:新近系孔隙热储中, 明化镇组热储地下热水主要水化学类型为HCO3-Na型、HCO3·Cl-Na型;馆陶组热储地下热水水化学类型以Cl-Na型、Cl·HCO3-Na型为主, 该层水力联系较好, 地热水径流区内主要水岩作用为硫酸盐、硅酸盐矿物的溶解作用, 以及阳离子交替吸附作用。基岩裂隙热储地下热水水化学类型为Cl-Na型, 该层水力联系较弱, 阳离子交替吸附作用是水化学演化的主要水岩相互作用。基于PHREEQC的水文地球化学定量模拟, 揭示了地质背景、水文地质条件及人类活动因素共同控制的地下热水的流场和水岩相互作用的程度, 在研究廊坊地区地热水水化学演化机理及地热水动态特征方面具有一定的意义。     

岩溶泉域的水文地质及水文地球化学模型

从研究岩溶泉域的水文地质及水文地球化学模型入手,确定划分裸露岩溶、隐伏岩溶、深岩溶的指标和方法。根据地质、水动力和水化学作用等因素明确其概念,评述其特点,最后阐述备区带的划分对泉域供水、矿产开发的实际意义。     

注浆工程扰动下煤系砂岩含水层水岩作用机理——以桃园煤矿为例

煤系砂岩裂隙水是煤矿重要的充水水源之一,以淮北煤田桃园煤矿二叠纪煤系为研究对象,在分析该矿水害注浆治理以来煤系水水化学特征的基础上,阐明了地下水水文地球化学作用机理及其控制因素。结果表明：注浆治理期间,煤系水中主要阳离子为Na⁺,主要阴离子为SO₄^2-;阳离子质量浓度由大到小为Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺,阴离子质量浓度由大到小为SO₄^2-、HCO₃^-、Cl^-;通过Durov水化学图分析,注浆治理期间煤系水化学类型以Na-SO₄和Na-HCO₃为主;煤系水中存在黄铁矿氧化或碳酸盐、硫酸盐溶解作用,并伴随着一定程度的阳离子交换作用与脱硫酸作用,特别是在注浆治理工程实施期间,阳离子交换作用增强;大型突水、注浆治理防治水工程、地质构造背景及采矿活动等均不同程度地影响了煤系水水岩作用,且随注浆治理范围增大,影响程度增大。该研究成果对于煤矿涌（突）水水源识别及水害防治具有重要意义,为类似条件下的其他煤矿（区）在突水或注浆治理扰动下的地下水水文地球化学研究及应用提供参考。     

易罗池岩溶水系统水化学及径流过程

应用水化学常、微量元素、同位素分析,结合区域水均衡分析等综合手段,对云南省保山市隆阳区易罗池岩溶水系统的形成机理、径流特征进行了研究。水化学分析结果显示,易罗池泉水和沙河地表水相关性较好;水均衡分析显示,易罗池岩溶水系统中每年通过岩箐组（O1y）灰岩接受大气降水的最大补给量约为100×104m3,占易罗池岩溶大泉出口总水量1 387×104m3/a中的很小比重。本文得出易罗池泉水为沿大宝盖向斜灰岩夹层发育的岩溶管道裂隙水,与上层非可溶岩基岩裂隙水无水力联系;岩溶泉水主要在大宝盖向斜O1y地层灰岩夹层发育,于易罗池排泄,主要补给源为大宝盖向斜北西翼沙河上游朝阳寨一带的地表水。      

岩溶管道—裂隙—孔隙三重空隙介质地下水流模型及模拟方法…

岩溶含水介质由管道、裂隙与孔隙３类空隙介质组成，它们对地下水流动具有不同的贡献，简述了当前岩溶水的几种主要定理评价方法，提出折算渗透系数ＫＬ概念，建立了岩溶三重空隙介质地下水流统一的控制方程，引出管道与裂隙在达西流与非达西流状态下的渗透系数与折算渗透系数的表达式，从而将达西流与非达西流耦合在一个模型中。本文提出岩溶三重介质地下水流的模拟方法，并给出理想模型的模拟结果。     

指示娘子关泉群水动力环境的水化学—同位素信息分析

本文依据宏量组分、微量元素和氢氧同位氧组成监测资料，分析了娘子关泉群水动力环境及其水文地质演化趋势。除国家和城西泉主要排泄局部流动系统的地下水外，其它各泉均为不同空间尺度流动系统地下水混合、排泄之产物。在人类活动影响下，娘子关泉群水质恶化，流量衰减，水帘洞、程家泉断流，城西、坡底泉也面临断流之危险。目前抽取的水帘洞泉的水资源量组成已与五龙泉和苇泽关泉相似，以区域和中间流动系统地下水为主。     

模糊聚类分析法与舒卡列夫法在小范围内岩溶水化学分类中的比较分析

以西龙河峄山断层带水源地岩溶水系统为例,着重利用模糊聚类分析法进行了岩溶水化学分类,并且与舒卡列夫分类法得到的结果作了比较分析,最后得出结论:模糊聚类分析法分类更合理,更能系统地、全面地反映地下水各种属性、含水层间的水力联系以及地下水的补排关系.     

百泉泉域岩溶地下水水化学演化特征及成因

百泉泉域岩溶地下水是河北邢台市生产和生活的主要供水水源。近年来受到自然条件变化和人类活动的影响,泉域地下水流场明显改变,水化学场演变机制有待查明。本研究在水文地质调查和样品采集测试的基础上,采用统计学方法（描述性统计、Person相关系数）、饱和指数计算和水化学方法（Piper图、Stiff图、Gibbs图、离子比例系数）对泉域岩溶水化学特征展开了系统分析。结果表明：泉域岩溶水为弱碱性淡水,Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42- 是地下水中的主要离子,主要来源于方解石、白云石和石膏的风化溶解,Na+和Cl-主要来源于少量岩盐的溶解。沿着径流方向方解石相对于地下水由溶解状态转变为平衡状态,而白云石、石膏和岩盐一直处于溶解状态。补给区和北部径流区基本为HCO3-Ca·Mg型水,七里河、沙河附近和南部煤铁矿区岩溶水除HCO3-Ca·Mg型外,还多出现HCO3·SO4-Ca型、CO3·Cl-Ca·Mg型和HCO3·SO4-Ca·Mg型水,煤铁矿区附近岩溶水中SO42- 的升高是受到了高SO42- 矿坑排水的混合影响。蒸发浓缩作用仅在水位埋深浅且地下水流动相对滞缓的排泄区较为明显,排泄点——百泉泉水为HCO3·SO4·Cl-Ca·Mg型。此外,人类工农业活动改变了地下水的径流条件和水质,使局部岩溶水中NO3-、Cl-、Fe、总硬度含量升高甚至超标。     

指示娘子关泉群水动力环境的水化学-同位素信息分析

本文依据宏量组分、微量元素和氢氧同位素组成监测资料,分析了娘子关泉群水动力环境特点及其水文地质演化趋势。除程家和城西泉主要排泄局部流动系统的地下水外,其它各泉均为不同空间尺度流动系统地下水混合、排泄之产物。在人类活动影响下,娘子关泉群水质恶化,流量衰减,水帘洞、程家最断流,城西、坡底泉也面临断流之危险。目前抽取的水帘洞泉的水资源量组成已与五龙泉和苇泽关泉相似,以区域和中间流动系统地下水为主。     

毛坝向斜水动力环境的水化学-同位素信息分析

从常规组分、微量元素和氢氧同位素三方面，分析毛坝向斜岩溶水的动力环境特点和起源。结果表明：大气水是毛坝向斜岩溶水的唯一来源；至今尚未形成统一的岩溶水系统，核部与翼部岩溶水有其相对独立性，但又存在相互越流补给；受断层影响存在两相地下集水凹陷带；半节河的水量主要来源于大冶灰岩岩溶水的补给。     

济南泉域岩溶水系统水化学演化及成因分析

济南泉域岩溶水是济南市工农业生产和城乡生活的重要供水水源。随着经济社会发展和城市化进程加速,济南泉域水环境发生了较大变化,水质逐年变差,查明其水质演化特征和影响因素,对泉域岩溶水资源开发利用和保护具有十分重要的意义。本研究在分析泉域地下水和地表水主要离子化学特征和时空变化的基础上,综合采用相关分析、Piper三线图、Gibbs模型、离子比例关系等水化学方法和¹⁵N(NO₃^-)、¹⁸O(NO₃^-)双同位素方法,识别水体中主要离子成因。结果表明,研究区内主要阴、阳离子浓度从大到小依次为HCO₃^->SO₄^2->Cl^->NO₃-N(硝酸盐含量以N计)、Ca²⁺>Na⁺>Mg²⁺>K⁺。受碳酸盐岩控制,丰水期和枯水...     

拉萨地区地下水水化学特征及形成机制研究

西藏是我国重要的生态安全屏障,拉萨地区地下水化学特征及形成机制研究,对揭示青藏高原现代表生过程变化机理具有重要作用,对服务国家生态安全建设具有重要意义。本文通过拉萨地区地下水调查、水样采集与分析,综合运用Gibbs模型模拟、水化学分析方法分析了地下水化学特征及水岩作用机理。结果表明:地下水电导率介于38.801 193.00 μS/cm,平均值为123.99 μS/cm,总溶解性固体(total dissolved solids,TDS)含量介于44.051 050.55 mg/L,平均值为150.75 mg/L,pH值大于7,属弱碱性水,地下水化学类型为HCO₃-Ca型和Cl-Na型,其中Cl-Na型水为地下温泉水。地下水形成过程主要是碳酸盐岩和硅酸盐岩的溶解、阳离子交换等作用下的结果,且受到一定程度的人为因素影响;地下水中的Na⁺、K⁺和Cl^-主要来自盐岩矿物的风化溶解,过量的Na⁺、K⁺来源于钠长石和钾长石等硅酸盐矿物的溶解, {\mathrm{HCO}}_3^{-}、Ca²⁺、Mg²⁺和 {\mathrm{SO}}_4^{2-}主要来自方解石、白云石、石膏以及其他含钙镁矿物的溶解。     

束鹿地区地下水咸化机理分析

地下水咸化是束鹿地区地下水环境的主要问题，本文从物质来源和水动力条件的变化分析了地下水咸化形成条件，指出淡水咸化主要是由于开采导致上部咸水下移的结果；并利用质量平衡模拟理论进一步分析了咸淡水混合过程中的水岩作用过程。     

羊庄岩溶水系统水化学成因及同位素特征

以羊庄岩溶地下水系统为研究对象,通过水化学分析及同位素测试,旨在评价地下水资源,指导开发利用。结果显示:羊庄岩溶地下水系统以现代水为主,在径流过程中主要与灰岩发生水岩相互作用,人类活动对地下水水质的影响较大,岩溶地下水遭受一定程度污染,地下水化学场及水动力场发生不同程度改变。建议相关职能部门采取有效措施抑制地下水污染进一步发展。      

山东省肥城断块岩溶水系统地下水水化学特征及演化分析

地下水是肥城地区最主要的供水水源,近年来受到工农业生产、煤矿开采、闭坑、矿井排水等人类活动影响,肥城地区地下水动力场及化学场都发生了变化,为查明地下水的环境质量状况,文章在研究水文地质调查和样品采集分析基础上,综合运用数理统计方法、水化学方法（Piper三线图、Gibbs模型、矿物饱和指数、离子比例分析）等,探讨肥城断块地下水水化学特征及演化规律。结果表明：（1）研究区地下水均呈弱碱性,$ {\mathrm{C}\mathrm{a}}^{2+} $、$ {\mathrm{M}\mathrm{g}}^{2+} $、$ {{\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}}^{-} $和$ {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}^{2-} $为主要离子,主要来源于方解石、白云石及石膏溶解;矿物饱和指数表明方解石和白云石绝大多数处于饱和状态,石膏和岩盐矿物呈溶解未饱和状态。（2）区内岩溶水化学类型主要为$ {\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}-\mathrm{C}\mathrm{a}\left(\mathrm{M}\mathrm{g}\right) $型,其次为$ {\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}·{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}-\mathrm{C}\mathrm{a} $型和$ {\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}·\mathrm{C}\mathrm{l}-\mathrm{C}\mathrm{a} $型。孔隙水主要为$ {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}·{\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}-\mathrm{C}\mathrm{a} $型、局部出现$ {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}{·\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}-\mathrm{C}\mathrm{a} $型。河流水化学类型相对复杂,包括$ {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}·{\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}-\mathrm{C}\mathrm{a}·\mathrm{N}\mathrm{a} $型、$ \mathrm{C}\mathrm{l}·{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}-\mathrm{C}\mathrm{a}·\mathrm{N}\mathrm{a} $型等。（3）区内地下水中$ {\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-} $、$ {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}^{2-} $和$ {\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}^{-} $含量相比1999年、2013年显著升高。裂隙水及岩溶水水质整体较好,局部呈点状变差,孔隙水及河水水质普遍较差,影响区域地下水水质的主要因素有化肥施用、禽畜养殖、生活污水下渗以及煤矿排水等。