大武水源地岩溶地下水开采动态数值模拟分析

综合考虑大武水源地复杂的水文地质条件,运用三维数值模拟技术,采用断层带状剖分方法,在大武水源地建立了地下水流动的三维数值模型。模型采用任意多边形网格有限差分法求解,把断层带作为单独的水文地质参数分区参与模型运算,较好地刻画了断层的性质,模拟计算水位结果与观测水位资料拟合检验效果良好。为了保证大武水源地岩溶地下水能够合理的持续开发利用,在此模型基础上和在不考虑上游太河水库放水条件下,模拟计算得出了平水段和枯水段水源地地下水的允许最大可开采量分别为39. 7万m3 /d和26. 2万m3 /d      

山东淄博沣水泉域岩溶水系统模拟及水源地优化开采预测

沣水泉域岩溶水系统是淄博市及周边地区最主要的供水水源,因原有大武水源地水质严重污染,急需开辟新的水源地,故须重新开展泉域岩溶水资源评价和开采规划工作。文章在充分概化研究区水文地质概念模型的基础上,借助FeFlow软件,建立了基于等效连续介质的三维非均质各向异性岩溶水模型,并利用2016年水位动态数据对模型进行识别和验证。经模型计算可知,在2000-2015年,研究区岩溶地下水日均补给量为104.47万m3/d,排泄量为80.27万m3/d,正均衡24.20万m3/d。对原大武水源地与新增刘征水源地优化开采方案预测的结果表明,最优开采方案为:（1）保持大武水源地现状35.91万m3/d开采条件下,刘征水源地最大开采量为5.5万m3/d,刘征 -大武富水地段最大可开采量为41.41万m3/d;（2）满足刘征 -大武富水地段最大开采条件,大武水源地最大可减采至33.41万m3/d,刘征最大开采量为8万m3/d。      

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。     

塔里木与扬子新元古代热-构造事件特征、序列和时代——扬子与塔里木连接(YZ-TAR)假设

淄博市大武水源地是中国北方罕见的特大型岩溶-裂隙地下水水源地,地下水开采量为52×10~4m~3/d。为了对岩溶地下水进行有效监测,需要建立最优的地下水监测网。文中在对岩溶地下水流系统分析的基础上,建立了地下水流系统确定性-随机性数学模型,运用有限元与卡尔曼滤波耦合的模拟递推算法,对大武水源地地下水监测网进行了优化设计,结果显示:现有地下水位动态监测网难以达到监测目标,最优地下水位监测网由14个监测井,每月监测一次的监测频率组成,比现有地下水位监测网减少了2个监测井。     

大武水源地地下水水位变化及其影响因素

介绍了淄博市大武水源地地下水的补、迳、排条件,根据地下水水位的动态特征及其变化情况,分析了地下水水位的影响因素,随后提出了开采利用地下水相关技术要求及建议：黄河水与当地地下水联合优化调度、搞好太河水库管理调度、做好地下水监测和依法做好水源地地面沉降监测管理工作。     

大武水源地断裂带关键水动力参数确定及污染防治对策

大武水源地地处山东省淄博市,区内建有某大型石化基地。水源地断裂带附近地下水曾受到来自地面石油化工污染物影响,亟需针对性治理修复。精准确定开采背景下岩溶水的实际流向、径流速度和渗透系数等关键参数是污染治理研究的关键。基于国际新兴的井孔地下水胶体探测技术,在该水源地断裂带污染段布设7眼探测孔,开展21个层位的原位系列探测,应用优势流理论和地质统计学方法确定关键水动力参数。结果表明:（1）大武岩溶水源地断裂带附近含水层强径流层位（易污染段）位于奥陶系八陡组下部（O_2-3b）至奥陶系阁庄组（O₂g）上部地层,65 m以浅的侧向流入补给是该水源地岩溶地下水污染的主要来源;（2）该水源地断裂带附近岩溶地下水具有多元质点流向,不同区段或层位实际水流方向和流速差异较大,揭示了断裂带对水源地的非单一层位影响,指明了水力屏障井混合开采的不利影响;（3）建议调整水力屏障井的抽排层位与强度,加强70 m以浅的抽排强度,使得SW95正西方向上的径流流速明显小于50.30 m/d;减小80~110 m深度的抽排强度,使得SW99正西方向上的径流流速明显小于49.38 m/d。     

中国淄博裂隙岩溶水石油污染的特征及污染物运移的数值模拟

淄博市位于中国山东省的中部,大武水源地位于淄博市以东10～20km处,是一个开采裂隙岩溶水的特大型水源地。开采量为520000～540000m~3/d。1984年以后在水源地西部建设了30万吨乙烯工程,地基和污水管道有很大一部分直接座落在奥陶系马家沟组的灰岩和白云岩上,管道的泄漏造成裂隙岩溶水的石油污染。已经威胁到水源地的安全。含水层为奥陶系马家沟组上部的4、5、6段。岩性为石灰岩、白云质灰岩和白云岩。含水空间为溶蚀裂隙网格,具有强烈的非均质性和各向异性。地下水虽然有统一的地下水面,但具有优势流的特点,沿ENE方向有一个岩溶强发育的带,地下水向该处汇集     

再生水干湿交替回灌过程氮素动态变化特征研究

再生水地下回灌过程中,研究了前处理和含水层中氮污染物在干湿交替回灌过程中的变化特征。结果表明:回灌期间,在臭氧氧化作用下会发生硝化反应,使NH4-N平均浓度降低0.196 mg/L,NO_3-N平均浓度上升为2.26 mg/L。再生水进入含水层后,水中游离氧仍然较高(6.89 mg/L),注入井附近会继续发生硝化反应,使5#井中NH4-N下降至0.07 mg/L;NO_3-N浓度在3#井到5#井之间符合线性方程y=-0.172 8 x+31.245;NO_2-N在3#井、4#井和5#井中平均浓度分别为2.02 mg/L、2.023 mg/L和2.427 mg/L。非回灌期地下水中反硝化反应使NO_3-N降低了12.241 mg/L,NO_2-N均上升了0.918 mg/L。另外,TN的变化规律与NO_3-N类似,非回灌期5#井中TN的去除率达56.6%。     

丹江口水库老灌河流域地下水水化学特征

作为南水北调中线工程的水源地,丹江口水库地下水的水质是影响南水北调工程建设的重要因素。为了确保丹江口水库一库清水送北京,对水库老灌河流域进行地下水采样、统计和分析,研究地下水的水化学特征,结果表明:丹江口老灌河流域地下水偏弱碱性,属于低矿化水,Ca~(2+)为优势阳离子,HCO_3~-为优势阴离子;除NO_3~-外,该区主要离子浓度均符合我国及世界卫生组织推荐的饮用水标准;丰水期和枯水期地下水的水化学类型均为Ca-Mg-HCO_3型和Ca-HCO_3型,水化学过程以风化-溶滤作用为主;地下水NO_3~-超标13%～17%,丰水期部分区域出现Cl~-型水化学类型。季节变化对老灌河流域地下水的水化学类型空间分布影响较小,地下水水质受农业、养殖业、工业遗留废渣及生活污水等影响。     

开采条件下多时段水量均衡法的应用研究

根据大武水源地多年大强度持续超采呈现出来的岩溶水的补、迳、蓄、排特征和水位、水量长期监测资料,在传统水均衡法的基础上提出了开采条件下多时段水量均衡法,并将其应用于大武水源地的可采量计算中。最后,依据评价结果建立了不同开采条件下大武水源地可采量预测模型。     

金沙江断裂带中段岩溶发育和地下水循环特征

金沙江断裂带中段碳酸盐岩分布区水文地质结构复杂、岩溶水量丰富, 是工程地质安全的重要威胁之一。文章在岩溶地貌和水文地质调查的基础上, 采用水化学和新型同位素测年与示踪的方法, 研究了金沙江断裂带中段岩溶发育特征, 分析了岩溶水补给、径流和排泄过程。结果表明: 岩溶空间分布和地下水补给、径流、排泄均受构造控制; 在垂向上主要存在3个高程级别的岩溶发育分区, 其中二级和三级顶部岩溶的发育时间分别为晚中新世至晚更新世和上新世至晚更新世; 岩溶水补给区海拔4400~4600 m, 主要补给源为大气降水和冰湖水, 水中228Ra/226Ra数据显示非定曲断裂控制范围内水源难以形成跨断裂影响范围的补给; 岩溶水循环速度快, 岩溶大泉的85Kr年龄＜15 a, 且基本没有年龄较大的地下水混合; 径流过程中碳酸盐岩溶蚀和阳离子交换作用不充分。在工程中应充分考虑活动断裂影响下岩溶水径流通道空间分布、高水压影响和特殊天气条件带来的地质灾害威胁。      

桂林甑皮岩岩溶地下水硝酸盐来源与转化

峰林平原是人类活动和居住的密集区，也是岩溶地下水系统的主要径流、排泄地段，地下水资源丰富。随着城市化的发展，地下水硝酸盐污染问题日渐突出。为研究桂林甑皮岩岩溶地下水硝酸盐来源与转化，分别于2018年10月、2019年2月、3月和4月采集地下水样，利用常规水化学及氮氧同位素技术识别硝酸盐来源与转化。结果表明:甑皮岩地下水中NO3-浓度在0~19.523 mg?L-1，δ15N-NO3-和δ18O-NO3-分别在-0.17‰～45.12‰和-5.82‰~16.47‰。硝酸盐氮氧同位素数据表明，甑皮岩地下水硝酸盐来源主要为粪便及污废水，少量来自降雨中的NH4+和土壤有机氮。受岩溶介质不均一性的控制，甑皮岩地下水中NO3-浓度、δ15N-NO3-和δ18O-NO3-均表现出明显的空间变异性。甑皮岩地下水硝酸盐的转化过程复杂，受控于季节和岩溶介质不均一性，表现为旱季以反硝化为主，雨季则以硝化过程为主。厘清硝酸盐来源与转化为治理甑皮岩地下水硝酸盐污染提供一定的科学依据。      

漓江桂林市区段三氮分布特征及影响因素分析

文章为确定漓江桂林市区段三氮含量的变化趋势及其影响因素,分丰水期和枯水期在漓江干流及其支流上选择7个断面分别进行了取样,通过现场水化学指标和室内化验,对研究区三氮含量的时空分布特征和影响因素进行了探讨。分析结果表明:研究区漓江干流上C（NH3-N）和C（NO3--N）的最高值分别为0.248 3mg/L和2.251 7 mg/L,满足地表水环境质量Ⅱ类水标准,但漓江在经过研究区后三氮含量呈升高趋势;三氮含量的季节分布特征为NH3-N和NO3--N含量枯水期明显高于丰水期,而NO2--N含量枯水期略低于丰水期,丰枯季节水温的变化会影响总无机氮（TIN）中各种形态氮含量的比例,使得C(NH3-N)/ C(TIN)由丰水期的4.83%提高到枯水期的6.69%;流经农村生活区和农业地区的桃花江和小东江等支流是区内NH3-N的主要污染源,降雨后NH3-N的含量会明显升高。因此,加强区内漓江支流的综合治理、开展降雨条件下饮用水水源地取水口NH3-N含量的实时监测非常必要。      

济南市岩溶泉域地下水化学特征与水环境演化

分析山东省济南市趵突泉泉域的岩溶地下水水化学特征与水环境,揭示各化学指标的区域分布特征、时间变化特征以及相互转化关系,总结出济南地区地下水环境现状与演化规律。结果表明:济南市岩溶地下水水化学类型自东南向西北沿流场方向为:HCO3?SO4-Ca→HCO3?SO4-Ca?Mg→HCO3-Ca→HCO3-Ca?Mg;地下水NO〖_3^-〗-N浓度总体呈增高趋势,总硬度和TDS浓度较高,农业种植区大量使用化肥农药和企业污染物的排放,是引起济南市岩溶地下水水环境问题的主要原因。      

济南某地区裂隙岩溶地下水硝酸盐污染现状及溯源浅析

通过对历史资料的对比,揭示了济南某地裂隙岩溶地下水中硝酸根污染现状,并通过三线图法对硝酸根进行溯源分析,显示研究区地下水硝酸根含量受人类活动影响明显,并有进一步发展的趋势。相关性分析法分析结果显示地下水硝酸根含量与Cl相关,说明其与工业废水联系密切,而土壤剖面中硝酸根含量显示,土壤中硝酸根含量的顺序为:禽畜粪便污染类污水排放污染类垃圾堆放污染类。分析认为,研究区裂隙盐溶承压水硝酸根污染的来源主要为补给区及径流区强烈渗漏携带牲畜粪便及氮肥和农家肥的施用、生活污水、工业废水及浅层水混入。     

Characteristics of the main inorganic nitrogen accumulation in surface water and groundwater of wetland succession zones

Based on the observation of a complete hydrological year from June 2014 to May 2015, the temporal and spatial variations of the main inorganic nitrogen (MIN, referring to NO3--N, NO2--N, NH4+-N) in surface water and groundwater of the Li River and the Yuan River wetland succession zones are analyzed. The Li River and the Yuan River are located in agricultural and non-agricultural areas, and this study focus on the influence of surface water level and groundwater depth and precipitation on nitrogen pollution. The results show that NO3--N in surface water accounts for 70%-90% of MIN, but it does not exceed the limit of national drinking water surface water standard. Groundwater is seriously polluted by NH4+-N. Based on the groundwater quality standard of NH4+-N, the groundwater quality in the Li River exceeds Class III water standard throughout the year, and the exceeding months’ proportion of Yuan River reaches 58.3%. Compared with the Yuan River, MIN in groundwater of the Li River shows significant temporal and spatial variations owing to the influence of agricultural fertilization. The correlation between the concentrations of MIN and surface water level is poor, while the fitting effect of quadratic correlation between NH4+-N concentration and groundwater depth is the best (R2=0.9384), NO3--N is the next (R2=0.5128), NO2--N is the worst (R2=0.2798). The equation of meteoric water line is δD =7.83δ18O+12.21, indicating that both surface water and groundwater come from atmospheric precipitation. Surface infiltration is the main cause of groundwater NH4+-N pollution. Rainfall infiltration in non-fertilization seasons reduces groundwater nitrogen pollution, while rainfall leaching farming and fertilization aggravate groundwater nitrogen pollution.     

Characteristics of the main inorganic nitrogen accumulation in surface water and groundwater of wetland succession zones

Based on the observation of a complete hydrological year from June 2014 to May 2015, the temporal and spatial variations of the main inorganic nitrogen(MIN, referring to NO_3~--N, NO_2~--N, NH_4~+-N) in surface water and groundwater of the Li River and the Yuan River wetland succession zones are analyzed. The Li River and the Yuan River are located in agricultural and non-agricultural areas, and this study focus on the influence of surface water level and groundwater depth and precipitation on nitrogen pollution. The results show that NO_3~-N in surface water accounts for 70%-90% of MIN, but it does not exceed the limit of national drinking water surface water standard. Groundwater is seriously polluted by H_4~+-N. Based on the groundwater quality standard of H_4~+-N, the groundwater quality in the Li River exceeds Class III water standard throughout the year, and the exceeding months' proportion of Yuan River reaches 58.3%. Compared with the Yuan River, MIN in groundwater of the Li River shows significant temporal and spatial variations owing to the influence of agricultural fertilization. The correlation between the concentrations of MIN and surface water level is poor, while the fitting effect of quadratic correlation between H_4~+-N concentration and groundwater depth is the best(R~2=0.9384), NO_3~-N is the next(R~2=0.5128), NO_2~--N is the worst(R~2=0.2798). The equation of meteoric water line is δD =7.83δ~(18) O+12.21, indicating that both surface water and groundwater come from atmospheric precipitation. Surface infiltration is the main cause of groundwater H_4~+-N pollution. Rainfall infiltration in non-fertilization seasons reduces groundwater nitrogen pollution, while rainfall leaching farming and fertilization aggravate groundwater nitrogen pollution.     

哈密盆地地下水系统水化学特征及形成演化

哈密盆地地下水系统形成受构造运动与水文地质条件共同控制,通过划分哈密盆地地下水系统,分区阐述哈密盆地地下水水文地球化学特征与水化学成因及控制因素,从水文地球化学的角度阐明盆地系统的地下水水化学演化规律。结果表明,哈密盆地地下水水化学特征呈明显分带性,沿地下水流动方向,水化学类型逐渐由HCO₃型演化为SO₄型、最终演化为Cl型;水体TDS含量不断升高,地下水由淡水逐渐演化为微咸水、咸水。地下水离子来源主要为硅酸盐岩与蒸发岩盐溶解,水化学过程受蒸发浓缩作用控制,岩石风化作用与季节变化共同影响。沿地下水径流方向,地下水经盐分溶滤、盐分迁移并在排泄区附近形成盐分聚集带;盐分迁移沿程溶滤作用逐渐减弱,蒸发浓缩作用逐渐增强。哈密盆地地下水化学空间演化主要受自然因素影响驱动,时间演化驱动因素主要为气候变化和工矿活动农业灌溉等人类活动。     

川滇高原斜坡地带峡谷区岩溶水化学特征及演化规律

岩溶地下水不仅作为重要的生活和生产用水水源,而且作为一种重要的地质营力,对于岩溶演化史具有重要影响,对其进行水化学特征分析及演化规律研究,能够为岩溶水资源及岩溶生态环境保护提供科学依据。以川滇高原斜坡地带峡谷区岩溶地下水为研究对象,结合研究区水文地质条件,对比分析了龙爪坝河岩溶水系统和洛泽河岩溶水系统内地下水化学特征。通过常规地下水化学组分、氢氧同位素分析和水文地球化学反向模拟,识别了地下水化学类型,确定了岩溶水的主要离子来源和补给特征,判别了发生的水岩相互作用过程。研究表明：岩溶地下水以大气降水为补给来源,离子源于岩石风化作用,物质来源为灰岩、白云岩夹灰岩,水岩相互作用均受方解石、白云石和石膏沉淀及溶解作用控制,且龙爪坝河岩溶水系统内矿物饱和指数趋近饱和,岩溶发育趋于停滞,而洛泽河岩溶水系统内矿物饱和指数处于不饱和或饱和的波动态,岩溶仍然发育。     

贵阳市三桥地区岩溶地下水水化学特征及其演化规律

贵阳市三桥地区岩溶地下水是贵阳市重要的生活及工农业用水水源,而贵州省岩溶系统发育异常复杂,对于岩溶水水化学及其演化特征尤其是水-岩相互作用方面的研究尚未见报道,为了保障该地区供水水质安全,以贵阳市三桥地区岩溶地下水为研究对象,通过系统的样品采集与氢氧同位素分析和水文地球化学模拟,针对岩溶地下水水化学组分的空间分布、演化特征及水-岩作用过程进行了系统的研究.研究表明:岩溶地下水水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型、HCO₃·SO₄-Ca型、HCO₃-Ca型和HCO₃-Ca·Mg型;研究区岩溶水主要来源于大气降水补给;研究区水化学特征主要受方解石、白云石、岩盐和石膏的溶解作用以及阳离子交替吸附作用控制.