干旱区地下水咸化机制的区域氘盈余解析

定量研究干旱区地下水的咸化机制对于水资源管理具有重要意义。针对已有研究需要考虑补给源水δ18O和δ2H值的局限,提出了一种利用区域氘盈余计算初始水、蒸发和溶滤对地下水咸化贡献的方法,并以罗山地区第四系地下水为例进行了分析。结果表明:该方法计算误差较小,可以有效区分蒸发和溶滤的贡献。地下水先溶滤后蒸发的自然咸化过程决定了溶滤作用的主导地位,咸化规模主要取决于溶滤作用程度。     

沧州市浅层地下水的咸化和淡化

文章通过分析沧州市浅层地下水的长序列水位和水质历史资料,研究了河北平原地下咸水(非海相盐分起因)的形成原因。结果表明:区内地下水的咸化和淡化过程主要取决于当地的地质环境,咸化过程是研究基础,淡化则是已咸化地下水的稀释或混合过程。     

河套灌区西部浅层地下水咸化机制

浅层地下水水位埋深浅、含盐量高,是导致河套灌区土壤次生盐渍化的重要原因.以河套灌区西部地区为研究区,通过对浅层地下水的水化学和氢氧同位素特征分析以及水文地球化学模拟,探讨了灌区浅层地下水的补给来源和主控水-岩作用过程,并定量估算了蒸发作用对浅层地下水含盐量的影响.研究区内浅层地下水为弱碱性咸水,pH为7.23~8.45,总溶解性固体（total dissolved solids,TDS）变化范围为371~7 599 mg/L;随着地下水咸化程度增大,水化学类型由HCO₃-Na·Mg·Ca型向Cl-Na型过渡.引黄灌溉和大气降水是浅层地下水的主要补给来源,径流过程中浅层地下水受蒸发作用和植物蒸腾作用影响,地下水化学组分主要来源于蒸发盐溶解和硅酸盐风化水解,并受强烈的蒸发作用和离子交换作用影响.水文地球化学模拟和主成分分析结果显示,蒸发作用和岩盐溶解作用对区内浅层地下水咸化贡献最大,石膏和白云石等矿物的溶解、硅酸盐的水解、Na-Ca离子交换以及局部地形起伏对地下水咸化过程也有较大贡献.      

江苏省地下水开发利用中的环境地质问题及对策

江苏省地下水在开发利用过程中,由于开采布局不合理和存在＂三集中＂以及水文环境地质条件脆弱等因素,出现水位逐年下降,并形成区域性超采漏斗,致使部分地段地下水资源枯竭、水质咸化和诱发地面沉降、地裂缝、岩溶塌陷等诸多环境地质问题。本文着重分析全省深层地下水开发利用的四个阶段、主采层区域水位降落漏斗的发展过程和因深层水超量开采诱发的水资源枯竭、水质咸化和地面沉降、地裂缝、岩溶塌陷等环境地质问题的发育特征及演化趋势,从地下水资源管理和可持续发展的角度,提出地下水资源合理利用的对策建议。     

南通市深层地下水咸化成因探究

针对南通市深层含水层-第III承压含水层地下水咸化问题,在分析水动力场和水化学场变化特征基础上,结合地下水同位素特征分析成果,对其地下水咸化成因进行了研究。结果表明,长期大量开采深层地下水,造成了地下水位大幅下降,已形成了区域性的地下水位降落漏斗。深层含水层和上覆含水层之间出现了较大的水位差,致使上部咸水下移入侵到下部含水层,进而导致深层淡水水质咸化。     

广东硇洲岛地下水化学演化及成因机理

地下水一直是广东硇洲岛唯一的水资源,但近年来许多地区地下水咸化趋势加剧,严峻威胁着岛上居民的用水安全,研究地下水化学演化及成因机理,对预防和减缓水质变咸意义重大。本文结合区域水文地质条件、地形地貌条件及水化学资料分析了整个岛屿地下水水质状况,在此基础上采用Piper三线图研究了水化学特征,并利用PHREEQC软件对水文地球化学演化规律进行模拟研究,结果表明:(1)海水入侵是造成地下水咸化的主要原因,咸化对水质的影响主要表现为Cl-的增加,Ca2+在区分该地区不同水体时反应灵敏,是良好的识别指标之一;(2)海水入侵的过程中,过渡带前缘不存在经受长期古海水演化而成的卤水与地下淡水的混合作用,地下水中Mg2+、Ca2+与Na+之间存在着强烈的离子交换,石膏、白云石及方解石处于不饱和状态;(3)浅层地下水与深层地下水之间无明显的水力联系,属于相对独立的地下水流系统。在全球变暖,海平面上升的总趋势下,海岛地下水开发必须合理规划、严格管理,以防引发大规模海水入侵灾害的发生。     

江苏省南通市深层含水系统地下水水质咸化特征及成因分析

深层含水系统地下水水质咸化是南通市主要环境地质问题之一,文章从第四纪含水系统自身特有的水文地球化学环境以及地下水开采两方面,对南通市深层含水系统地下水水质咸化特征及形成原因进行分析研究.区内除长江沿岸局部地带出露泥盆系外,大部地区为第四系松散层覆盖,厚度一般200～360m,垂向上多层含水砂层相互叠置,赋存有丰富的地下水.自上而下可划分为浅层、中层以及深层含水系统,其中浅层、中层含水系统埋藏于180m以浅,多为咸水,开发利用程度较低;深层含水系统埋藏于180m以深,地下水具有水质优、水量丰富的特点,因而被广泛开发利用.深层地下水的大量开发利用,改变了地下水的天然动态,水位连年持续下降,并形成了规模较大的区域水位降落漏斗.1997年,南通市最低水位埋深45.0m,下降速率高达1.5m/a,水位埋深大于20.0m的范围达5100km2.此后,区域水位降落漏斗仍在继续扩大、加深,2000年水位埋深已降至56m.随着区域水位降落漏斗的形成和发展,该市深层地下水水质发生了相应的变化,水质动态总体呈咸化趋势,咸化速率由小于4mg/l*a到大于20mg/l\5a不等.在水位漏斗中心区、上部隔水层发育较差地段以及东部沿海地带咸化最为严重,并呈现自西向东咸化程度加重的变化规律.研究结果表明,引起本区深层地下水水质咸化的原因主要有四个方面(1)中层含水系统内咸水越流补给,导致深层含水系统水质咸化.在天然条件下,由于地下水运动缓慢,交替周期长,区内各含水系统地下水水质动态相对稳定.但是,人为强烈开采深层地下水,使其水位大幅度下降,造成中层含水系统与深层含水系统之间出现较大的渗透压,大大激化了中层含水系统的越流补给,致使高矿化水入侵深层含水系统,导致地下水水质咸化;(2)深层含水系统相对隔水顶板粘性土压缩释水补给导致深层含水系统水质咸化.地下水水头降低,打破了地下水原始平衡状态,深层含水系统上部相对隔水顶板粘性土层中的水,在水头差驱使下流向含水层,结果也降低了粘性土中孔隙水对上覆地层的支撑力,导致粘性土层压缩并向含水层排水,即粘性土压缩水;(3)深层含水系统中微咸水、半咸水的迳流补给导致深层含水系统水质咸化.地下水位大幅度下降,地下水水力坡度变陡,迳流速度加快,周边同一含水层高矿化度地下水迅速向漏斗中心流动,导致水质咸化;(4)成井工艺不合格造成深层含水系统水质咸化.因打井市场的开放,一些没有资质打井队伍也进入市场承担工程,由于设备、技术手段不足,采用通天回填现象较普遍,止水质量较差,如果上覆有咸水或微咸水,往往使井边附近地带的地下淡水明显咸化而很快不能使用.     

利用TDS和δ18O确定溶滤和蒸发作用对内陆干旱区地下水咸化贡献的一种方法

溶滤和蒸发作用是内陆干旱盆地平原区松散沉积层地下水咸化的主要原因。地下水的TDS直接表达了其咸化程度,δ18O值的变化主要受蒸发作用影响。在地下水TDS-δ18O关系图中,以各样点为起点,做蒸发线的平行线,与溶滤线交于c点,则c点两侧的a段和b段分别代表溶滤和蒸发作用对该样品的咸化贡献。 a=(TDS3-TDS1-b)/(TDS3-TDS1)×100%,b=k(δ18O3-δ 18O1)/(TDS3-TDS1)×100%。该方法应用于塔克拉玛干沙漠地下水咸化特征的分析,证明虽气候干旱,蒸发作用强烈,但地下水的咸化仍以溶滤作用为主。     

利用TDS和δ^18O确定溶滤和蒸发作用对内陆干旱区地下水咸？…

溶滤和蒸发作用是内陆干旱盆地平原区松散沉积层地下水咸化的主要原因。地下水的TDS直接表达了其咸化程度,δ18O值的变化主要受蒸发作用影响。在地下水TDS-δ18O关系图中,以各样点为起点,做蒸发线的平行线,与溶滤线交于c点,则c点两侧的a段和b段分别代表溶滤和蒸发作用对该样品的咸化贡献。a=(TDS3-TDS1-b)/(TDS3-TDS1)×100%,b=k(δ18O3-δ18O1)/(TDS3-TDS1)×100%。该方法应用于塔克拉玛干沙漠地下水咸化特征的分析,证明虽气候干旱,蒸发作用强烈,但地下水的咸化仍以溶滤作用为主。     

海原盆地地下水咸化特征和控制因素

地下水是海原盆地唯一的供水水源,近年来部分地区地下水溶解性总固体(TDS)增高,引起了有关部门和水文地质工作者的高度关注。通过分析69组地下水样品的水化学和氢氧稳定同位素数据,对地下水补给来源和咸化的水文地球化学过程进行了研究。结果表明:地下水TDS值198.2~6 436.4 mg/L,沿着地下水流向,咸化程度增加,水化学类型从基岩区的HCO3—Ca·Mg型演化至滞留—排泄区的SO4·Cl—Na·Mg型。地下水补给来源主要为大气降雨和基岩裂隙水侧向径流,补给源—对地下水咸化贡献较小。溶滤作用具空间差异,基岩区和补给区以碳酸盐、硅酸盐风化为主,径流区和滞留—排泄区则为蒸发岩风化,硫酸盐是地下水中阳离子的主要来源。补给水、溶滤和蒸发对第四系地下水TDS的贡献比率分别为4.8%~81.2%、11.9% ~85.9%、1.7%~29.5%,溶滤作用是控制海原盆地地下水咸化的首要因素。当地有关部门应加大对基岩泉水的综合利用,同时注意控制海原县和西安镇等地区地下水开采量,防止地下水进一步咸化。另外,在微咸水分布区可引进地下水去除硫酸盐技术,提高微咸水利用程度。     

广州珠江三角洲海水入侵地区地下水微粒的TEM分析及意义

广州地区地下水咸化现象由来已久,通过透射电子显微镜对广州珠江三角洲地下水的咸化原因进行了研究,并评价了其咸化程度。通过研究广州地区地下水中的微粒特征,包括观察微粒的形貌、结晶程度和化学成分等特征,同时对比现代海水微粒特征,讨论了微粒特征用于地下水咸化原因探究和评价的可行性。研究发现,在咸化程度不同的样品中,微粒中Cl含量不同,没有咸化的样品中难以找到Cl元素,咸化程度越高,微粒中Cl含量可以越高。同时,在受到海水入侵的地下水微粒中发现了具有海洋来源含Sr、Ba等微量元素的微粒,这些微量元素在一定程度上可视为海水的示踪剂,说明该组地下水受到了不同程度的海水浸染。通过透射电子显微镜分析研究了地下水中的微粒,结果表明,该研究区地下水中的微粒继承了海水中的微粒特征,广州市地下水的咸化是由于海水入侵所致,因此,利用微粒特征用于海水入侵的判别分析和评价是可行的。类似地,该方法同样可用于水污染调查以及地下水找矿研究。     

宁夏清水河上游浅层地下水咸化作用研究

认识干旱区地下咸水的形成机制对水资源管理和规划具有重要意义。在宁夏清水河平原上游采集52组浅层地下水化学样品和8组易溶盐样品,分析了地下水咸化的水文地球化学作用,利用元素质量平衡法计算了各作用对地下水盐分的贡献比率。结果表明：沿径流方向,地下水咸化程度呈增加趋势。咸化作用主要为岩石风化,并具空间分异,在补给区以碳酸盐风化为主,在强径流区硫酸盐风化占优,在弱径流区硫酸盐和岩盐风化共同提供了68%～93%的盐量。随着地下水TDS增加,蒸发岩贡献比率上升,碳酸盐和硅酸盐贡献比率下降。蒸发岩风化是导致浅层地下水咸化的首要因素。     

德州市浅层地下水水质演化

德州市属于典型的黄河下游冲积平原孔隙水水文地质区.该地区具有咸、淡两种水体共存的独特水环境特征,淡水天然的水环境条件非常敏感和脆弱.由于持续开采地下水,使该区域地下水的水动力场和水化学场发生了较大变化.根据德州市1996-2007年的地下水水质监测数据,论述了浅层地下水的水质特征,分析研究了浅层地下水的水质演化.结果表明:在开采条件和自然条件的共同作用下,浅层地下水水质不断演化,其中变化比较明显的水质指标是总硬度、矿化度和Cl-等.在区内齐河县、夏津县的苏留庄等一带,水动力场的变化导致地下水的矿化作用减弱,浅层地下水的矿化度、总硬度有所降低,水质趋向淡化.在宁津县、禹城市的张庄乡等一带,水动力场的变化导致地下水的矿化作用增强,浅层地下水的矿化度、总硬度明显升高,水质持续咸化.针对研究区地下水水质的演化趋势,提出了使微咸水逐渐向淡水方向演化的水质调控措施.     

三亚市原生环境水文地质问题与防治对策

根据研究区的环境地质综合调查工作,查明了三亚市存在的原生环境水文地质问题有地下水酸化与地下水咸化。区内pH值介于5.5～6.5的弱酸性水主要分布于河流冲积层孔隙水及花岗岩风化裂隙水。地下水酸化主要受表层土壤酸化、含水介质上部覆盖层和碳酸的水解等影响。地下咸水区范围分布面积约为21.76 km~2,地下水类型属松散-半固结岩类孔隙承压水,地下水矿化度为1.289～5.368 g/L,属于微咸水-咸水。3条高密度电法测线测量成果揭示咸淡水界面深入陆地50 m以上和钻孔揭示地下咸水水头压力普遍在4 m标高以上,认为地下水咸化与现代海水入侵无关。同时,咸水区内的钠氯系数(γNa~+/γCl~-)介于0.4～0.78,平均值为0.58,推测该咸水属于古封存型咸水。最后探讨了上述环境地质问题的防治措施,为三亚市地下水资源保护与开发利用提供地学支撑。     

泉州地下水地球化学特征与演变规律

地下水咸化是海岸带主要的生态环境问题,研究滨海区地下水的成因与演变对于水资源的合理开发利用具有重要意义.以泉州市规划区为研究区,根据测定的枯水期和丰水期各74个地下水样品的化学组分和地下水位,分析了地下水水质特征及演变规律.结果显示:泉州市地下水呈酸性-中性,pH范围为4.6～7.2.强酸性地下水主要赋存在高度城镇化区...     

浅析塘沽区深层淡水咸化原因及防治

对于不合理开采地下水而造成的地下淡水的咸化,通过调查试验找到了原因。采取了改善成井工艺、限制凿井深度、控制开采层位、对废井及时封填等多项措施,对防止地下水咸化进一步扩散和未咸化地区地下水污染的防治,都收到了很好的效果。     

江苏南通地下水补给源、水化学特征及形成机理

在地下水的大规模开采条件下,江苏沿海一带,特别是南通许多地区的地下水一度出现咸化趋势,对区域水资源及环境产生了极大的影响,已成为制约生态环境建设和经济社会发展的重要因素.为查明地下水的补给来源、水化学特征和矿化度增高的机理,对南通地区深浅层地下水开展了野外调查取样.通过对各种水化学参数的讨论分析,系统地研究了该区地下水...     

鲁北平原深层地下水开发与环境问题

鲁北平原在深层地下水开发利用过程中，由于开采地段过于集中在城镇，加上不合理开采等因素，出现了区域性深层地下水超采漏斗不断扩大、部分地段地下水资源枯竭和水质咸化问题严重、重点城镇地面沉降加剧及饮用高氯高碘地下水引发的地方病呈上升趋势等诸多水环境问题。笔者分析了这些问题的分布规律及演化趋势，从地学角度，提出了对策建议。     

黄河三角洲浅层地下水盐分来源及咸化过程研究

黄河三角洲地下水咸化已成为区域最突出的生态环境问题之一。识别地下水补给及盐分来源是有效控制和改善地下水咸化问题的关键。本研究采集了研究区浅层地下水、地表水和海水等不同类型水样,利用离子比、Piper三线图、吉布斯图等方法对八大离子浓度、δD和δ¹⁸O 组成、Br和Sr 浓度等进行地下水补给研究与盐分来源辨析。结果表明:(1)黄河三角洲浅层地下水以总溶解性固体(TDS)为338 g/L的咸水为主,地下水水化学类型较为单一,主要为Cl-Na型。(2)三角洲区域地下水以大气降水补给为主,并且在补给过程中经历了不同程度的蒸发作用的影响,黄河现行流路区域地下水主要来源于河水侧渗补给,但浅层地下水含水层水平渗透性较差限制了黄河侧渗补给范围。(3)海洋是黄河三角洲浅层地下水盐分的主要来源,黄河现行流路区域及近岸地下水盐分来源于海水混合,三角洲北部刁口河等古河道区域地下水盐分主要来源于海相蒸发盐淋滤溶解。     

和(县)含(山)硬石膏矿成因类型、沉积环境及赋矿规律

通过和(县)含(山)硬石膏矿勘查资料,分析研究了该区含矿地层周冲村组(东马鞍山组)岩矿成因类型和代表性剖面岩相划分,认为周冲村组是在早中三叠世缓慢海退和干旱蒸发作用下形成的一套由浅滩—局限海夹潮坪—咸化潟湖—潮上萨布哈的蒸发岩建造,其中的硬石膏矿体主要沉积于咸化潟湖环境;认为早中三叠世的海退和海水咸化过程是循序渐进式发展的,其间发生了许多次小规模海侵或风暴潮,使得咸化潟湖海水的补给和蒸发保持了相对平衡,形成了巨厚硬石膏矿体沉积所需的持续稳定的海水盐度和环境条件;认为早中三叠世的海退有自西向东的退出趋势。同时指出,由于环境差异,本区东部的硬石膏矿品质好于西部。