天津北大港水库水体的同位素和水化学特征

天津北大港水库蓄水后水质变差,严重影响着水库的安全运行、水资源的合理调配。为研究天津北大港水库水体咸化成因,在2015年丰水期(8月)和枯水期(12月)分别采集河水、水库水和地下水样品,测定水体中的稳定氢氧同位素(δD,δ~(18)O)和水化学组成。结果表明,在丰水期,水体受到强烈的蒸发作用,水体中的稳定氢氧同位素组分比枯水期富集;河水和水库水的水化学类型为Na-Cl(SO_4)型,地下水的水化学类型为Na-HCO_3Cl型。河水和水库水水化学组成受蒸发结晶作用控制,且距海岸越近,水体的电导率越高,同位素越富集。滨海地区的北大港水库,水库水在运移中盐分含量增加,而强烈的蒸发作用加剧了水体中盐分积累,导致水体咸化。需进一步辨析水库咸化的影响因素及贡献,为滨海地区水库管理和运行提供理论基础。     

基于主成分分析的岩溶水水化学组成及影响因素研究——以贵州水城盆地为例

2015年9月对贵州水城盆地进行采样,共采集地下水样品12个,地表水样品10个,综合运用相关性分析、主成分分析等方法,并结合PHREEQC软件对矿物饱和度指数的计算结果,探讨了地下水、地表水水化学特征现状及其影响因素。研究结果表明:水城盆地岩溶水的水化学类型主要为HCO3-Ca型,部分为SO4-Ca型,地下水和地表水水化学组成主要受Ca2+、K++Na+、HCO3-、SO42-和Cl-影响。研究区地下水和地表水中Ca2+和HCO3-主要来源于碳酸盐岩地区的水-岩反应,水体中Cl-、NO3-和Na+主要来源于城镇生活污水、屠宰废水排放。地下水水质受水-岩反应影响,部分区域受到人类活动干扰明显;地表水水质在钟山区方向主要受沿途生活污水和农业面源污水汇入影响显著,而在水城县方向受煤矿企业排放废水影响较大。      

塔吉克斯坦水体同位素和水化学特征及成因

2011年9～10月采集了中亚干旱半干旱地区塔吉克斯坦不同区域的河水、泉水和湖水,通过不同水体样品水化学指标、氢氧同位素分析,初步研究了该区域水化学类型和同位素空间分布特征,并探讨了其形成原因和环境意义。研究结果表明:塔吉克斯坦河水和泉水的主要水化学类型为Ca-HCO₃-型,水体离子主要来源于方解石和白云石风化,局部地区受蒸发岩风化和硅酸盐风化的影响,偶见Ca-SO₄2-和Na-HCO₃-型水体分布。湖泊多分布在东部山区,受多年干旱蒸发影响,水化学类型为Mg-SO₄2-和Na-Cl-型,以微咸水和咸水湖为主。研究区内河水和泉水氢氧同位素变化范围分别为-129.38×10-3～-65.19×10-3和-17.06×10-3～-9.33×10-3,空间上从东向西逐渐富集。受水体来源的区域差异影响,东部和西部河水水体氢氧同位素关系式存在明显不同。反映了东部地区河水以冰川补给为主,西部地区以降水补给为主,而湖水氢氧同位素的变化主要反映了水体蒸发程度。     

巢湖北岸浅层地下水水化学成分与分布规律

以巢湖北岸1000km2范围内的地下水为研究对象,采集样品130个,利用多种方法测试了15种水质指标。综合运用描述性分析、Piper三线图、相关性分析和离子比例系数,系统地研究了地下水水化学的分布及空间变化特征。最后得出:①巢湖北岸地下水属于弱酸—弱碱性水,水体硬度基本上不大,TDS基本上小于1g/L,水质属于淡水。②主要超标指标为F-、NO3-、总硬度、NO2-,污染类型主要表现为氟污染、总硬度和氮污染;③研究区地下水水化学类型复杂,共有28种水化学类型,其中比例比较大的水化学类型为:HCO3 Cl-Na Mg、HCO3 SO4-Na Mg、HCO3 SO4 Cl-Na Ca、HCO3 SO4-Na Ca Mg,分别占总类型的11.38%、8.94%、8.94%和7.32%。④通过计算c(Na+)/c(Cl-)系数,发现区内大多地下水的水质存在变异。     

赤水河上游流域水化学变化与离子成因分析

选取赤水河上游流域的河水为研究对象,研究分析了河水的水化学特性沿流域空间变化以及主要离子特别是SO42-的来源等内容.结果显示:赤水河水质属低矿化度硬水,HCO3-和Ca2+为河水中的主要阴阳离子,赤水河是典型的碳酸盐岩河流.以白沙河为界,上段河流水化学组成变化平稳,离子主要来源于天然环境的输入,白沙河下游河流各化学组分差异显著,分析是受一定人为因素的影响.SO42-为次要阴离子,占阴离子总量的30％,发现SO42-与Ca2+、HCO3-与Mg+相关性较好,HCO3-与Ca2+相关性差,推断SO42-来源于石膏的溶解.但石膏的溶解还不能完全解释SO42-的来源问题,经分析环境酸化也是一种影响河水中SO42-含量的重要方式.     

滦河下游河水及沿岸地下水水化学特征及其形成作用

了解地表水和沿岸地下水的水化学特征及其形成作用,对地下水水资源保护和可持续开发利用具有重要意义。在系统采集滦河河水及沿岸地下水的基础上,运用描述性统计、相关性分析、阴阳离子三角图、Gibbs图、离子比例系数等方法对水样的离子特征和水化学类型的形成作用进行了分析。研究结果表明:(1)从出山口到入海口,浅层地下水化学类型由HCO3型过渡到HCO3·SO4(SO4·HCO3)型,再逐渐转变为Cl·HCO3型,而阳离子则由Ca(Ca·Mg)向Na·Ca(Na)型转化。(2)浅层地下水化学的形成受地形地貌以及地质结构的控制,在山间盆地和冲洪积扇,溶滤作用是控制地下水水化学变化的主要作用,向下游随着含水介质颗粒变细,地下水径流速度变缓,溶滤作用减弱,蒸发浓缩作用逐渐增强,从出山口到入海口,河水和地下水的钠吸附比(SAR)不断增大,说明溶滤作用逐渐被阳离子交替吸附作用代替。(3)河水的水化学类型主要为HCO3·SO4-Ca·Mg(SO4·HCO3-Ca·Mg)型。水化学形成以蒸发浓缩作用为主,同时受河床中的碳酸盐矿物和硅铝酸盐矿物溶滤作用的影响,在冲积海积平原可能存在蒸发盐岩的溶解。     

贵州乌江水系的水文地球化学研究

乌江水系河流的水化学组成代表了典型碳酸盐岩地区河流的相应化学组成,显示了与世界主要河流不同的水文化学特征: 河水含有较高的溶质浓度,河水水化学组成以Ca2+ 和HCO3- 为主,其次为Mg2+和SO42- , Na+ + K+ 和Cl- + Si分别只占阳离子和阴离子组成的5%～10%。这表明乌江流域河水中水化学组成主要来源于碳酸盐风化,硅酸盐、蒸发盐风化对水中溶质的贡献很小,农业活动、开矿和工业污染对水体化学组成有一定影响。      

天星河、文峰河流域岩溶水化学及影响因素

重庆东北部地区巫溪天星河、文峰河的岩溶流域水化学特征研究结果表明:研究区泉水样品的p H值为6.47~8.28,平均值为7.79;流域河水饱和指数(SIc)的平均值为0.14,表明其变化受到流域碳酸盐岩分布的控制。水化学类型以HCO3-Ca型水为主,Ca2+和HCO-3平均分别占阳、阴离子的75%和82%。通过分析Gibbs图,发现泉水的主要组分属于"岩石风化类型",主要反映了岩石的溶解作用对泉水水化学的影响。流域内部分水样NO-3和SO2-4较高,可能是受工农业生产等人类活动的影响引起,此外硫酸也参与了碳酸盐矿物的溶解。     

大同盆地孔隙地下水化学场的分带规律性研究

本文通过对大同盆地2004年孔隙地下水水化学资料的分析发现,盆地内孔隙地下水的水化学特征在水平方向上具有以盆地中部为中心,呈环状分布的特点,且与盆地水动力分区具有很好的一致性。由山前冲洪积倾斜平原到中部冲湖积平原,地下水依次经历了补给区、径流区和排泄区,相应的主要水化学类型分别为HCO3型、HCO3.SO4型和HCO3.SO4.Cl型。与中深层孔隙水相比,浅层孔隙水由于水位埋深浅,蒸发浓缩强烈,易受人类活动的影响,各组分的含量较高,变化幅度较大,水化学类型也相对复杂。浅层地下水的水质呈好转趋势,深层地下水水质基本保持稳定。     

锑矿区水体水环境锑污染及硫同位素示踪研究

本文系统研究了贵州省半坡锑矿区水环境锑污染现状,用硫同位素指示采矿活动对矿区水体的影响,以查明锑矿区水环境中Sb的释放迁移过程和水污染程度。研究发现,矿区水体中Sb和SO42-含量分别高达1377μg/L和1926 mg/L;岔河下游近10 km处仍保持较高水平(182.5μg/L Sb和59.8 mg/L SO42-)。岔河水体中,δ34S-Sb、δ34S-SO42-和Sb-SO42-间均具显著正相关,相关系数分别为r=0.68(p<0.05)、r=0.89(p<0.01)、r=0.72(p<0.05)。表明岔河水体中,δ34S和SO42-能很好地指示矿业活动引起的Sb污染程度和扩散范围。根据同位素质量平衡原理估算,发现矿区下游水体中的硫主要来自矿山,表明矿区下游水体污染受采矿活动影响显著。     

胶东半岛中低温对流型地热资源水化学特征分析

胶东半岛是中国东部沿海地区中低温对流型地热资源赋存最丰富的地区之一,通过地热流体水化学特征分析可以了解其水化学及补径排特征、热储温度、地热流体循环深度及可更新能力等。本文通过胶东地区15处天然温泉地热流体及其附近基岩水体、第四系水体的常规水质分析、氘氧同位素、地热流体γNa/γCl、γSO4/γCl比值及管道模型和断层带模型计算流体循环深度等方法,得知胶东地区地热流体水化学类型主要以Cl- Na、Cl- Na·Ca型水、HCO3·SO4- Na、SO4·HCO3- Na型水为主,矿化度0. 45～7. 68g/L,pH 7. 3～8. 63。地热流体主要来源于大气降雨入渗补给,且与地热田周边的浅部地下水体无水力联系,均为深循环径流补给的地热流体,循环深度主要分布在1. 5～10km之间,属中深循环地热流体。研究区地热流体均未达到水岩平衡状态,对于地热流体γNa/γCl、γSO4/γCl比值普遍较大的地热田,其对应的地热流体循环深度相对较浅,表明地热流体水动力环境封闭性差,可更新能力强,地热流体处于不断的补给- 径流- 排泄的过程,部分地热田γNa/γCl、γSO4/γCl比值接近海水,是由于地热流体循环深度深、时间长,地热流体进行了大量的脱碳酸作用。本文对胶东地区中低温对流型地热流体的水化学特征分析将有助于增强人们对该类型地热资源形成机理的认识。     

坪桥工业矿废渣影响下的典型裸露型岩溶水文地球化学特征与控制因素研究

岩溶水是贵州省生产、生活及城市发展的重要资源保障。贵州省丰富的锰矿开采对岩溶水水质安全构成了较大威胁。本文以坪桥工业园区工业废渣堆场为主要研究对象。在历史资料收集的基础上,通过野外现场水文地质和在水文地球化学调查、环境分析、环境监测以及环境地球化学分析的基础上,利用水化学分析技术,结合Piper三线图分析、离子组合比、Gibbs图分析和环境模型等方法,对坪桥工业园区的水文地球化学组分和污染特征进行了分析研究,研究结果表明:(1)工业矿废渣对左侧地下河的影响较大,SO_4~(2-)是地下水TDS的主要贡献者,是水体中的主要阴离子之一;(2)在碳酸盐地质背景下,受工业矿废渣的影响,水体化学类型呈多元化,区域内多数水体的水化学类型由最初的HCO_3~--Ca~(2+)型演化为SO_4~(2-)-Mg~(2+)、Ca~(2+)型;(3)研究区水体的水化学组成、变化及起源机制具有一致性,主要受岩石矿物风化溶解的控制,但地下水和部分地下河出口水的SO_4~(2-)、Ca~(2+)和Mg~(2+)可能有其他来源。     

德阳市城市规划区地下水化学特征分析

根据39个丰水期地下水的水化学分析结果,对德阳市城市规划区内地下水水化学特征及空间分布进行了研究。研究表明:(1)沿地下水渗流途径,TDS以及Mg2+、Na+、SO42-浓度呈上升趋势;而Ca2+浓度却呈下降趋势。(2)地下水化学类型具有较明显的分带性,在渗流途径的上游,水化学类型以HCO3-Ca型水和HCO3-Ca+Mg型水为主;在径流途径的下游或排泄区域,水化学类型以HCO3+SO4-Ca+Mg型水和HCO3+SO4-Na+Ca型水为主。(3)区内铁锰污染比较明显,部分地区总铁和锰的含量达到Ⅳ类地下水标准,铁锰超标主要是受原生地质环境的影响;总硬度超标明显,39件水样中12件达到Ⅳ类地下水标准。     

某岩溶矿坑场地污染特征及潜在风险分析

某灰岩矿坑场地受到了有机污染,对当地脆弱的岩溶地下水环境构成威胁。在查明场地周边岩溶发育特征的基础上,结合区域水化学、水动力场调查结果,分析了场地及周边地下水污染特征和污染场地的潜在风险。结果表明：场地内水体受到了萘、氯乙烯、苯酚、邻苯二甲酸二丁酯、PCB52等多种有机物的污染,其中以4-氯-3-甲基苯酚、2,4-二硝基苯酚等酚类化合物含量最高;场地内水体水质兼具地下水特征,水化学类型为Cl·SO4-Na·Ca型,与其相邻的2个矿坑水质已受到影响,水体水化学类型往污染场地水体类型演化;场地周边地下水水质总体较好,仅场地西侧1个地下水井水质受到了污染矿坑的影响。目前,该矿坑场地仍处于水位漏斗恢复期,污染物并无向外迅速扩散的水动力条件,但当矿坑场地流场恢复至天然状态后,矿坑内污染物可通过场地周边的3条岩溶裂隙带-60 m标高以浅的地层向周边迁移,对环境造成了巨大威胁,应采取降低矿坑水位、定期监测矿坑水和地下水水质、实施帷幕灌浆工程等措施防控场地的潜在污染风险。     

广西钦州港地区地下水水化学特征及形成作用

为查明钦州港地区地下水水化学特征及形成作用,本文分枯水期、丰水期采集了钦州港地区68组浅层地下水样,测试Na+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO3-、Cl-、SO42-和总溶解固体(TDS)等化学指标并进行了相关分析。结果表明:1季节变化对地下水水化学空间变异性影响较小;2地下水水化学类型以Ca-Mg-SO_4-Cl型为主,主要从Ca-Mg-HCO_3型和Na-Cl-SO_4型向Ca-Mg-SO_4-Cl型演化;3地下水水化学成分主要通过溶滤作用、阳离子交换吸附作用、蒸发浓缩等形成,人类活动对地下水的影响越来越重要,导致了地下水化学成分不断发展变化。     

福建长乐地区海水入侵(上溯)对水化学变化的影响

海水入侵是沿海地区主要环境地质问题,分析沿海地下水和河水水化学特征,对圈定海水入侵范围及判断影响程度具有重要意义。通过在福建长乐市海水入侵含水层和闽江口海水上溯区采取23件水样进行室内常规离子测试,获得了海水入侵(上溯)区水中主要离子含量。利用海水稀释线分析主要离子与Cl离子之间的相对变化,对比离子实际浓度与理想浓度的差异,分析海水入侵对水化学变化的影响。研究结果显示,随着海水与淡水混合,水化学类型从海水到淡水依次为Na-Cl型水-Na-Cl·HCO₃型水-Na·Ca-HCO₃·Cl型水-Ca-HCO₃型水;引起水化学类型和TDS变化的主要因素为Na⁺和Cl^-的增加;Ca²⁺、Mg²⁺高于海水稀释线和理想浓度线,Na⁺、K⁺在海水稀释线和理想浓度线上下跳跃：Br^-/Cl^-与海水稀释线吻合较好,可以作为判断海水入侵范围的依据。     

柳江盆地地表水与地下水转化关系的氢氧稳定同位素和水化学证据

地表水与地下水相互作用是水循环研究的重要组成部分,是研究区域水资源量的基础。通过实地水文地质调查和采样,在对水体氢氧稳定同位素和水化学组成测定的基础上,分析了盆地内枯水期河水和地下水的水化学和氢氧同位素组成特征及空间变化规律,旨在揭示河水与地下水的相互转化关系。研究表明:盆地内地下水主要为HCO3-Ca和HCO3-Ca·Mg类型低矿化度水,各区域地下水具有统一联系性,经历了相同或相似的水化学形成作用;河水水化学类型与地下水相同,且水化学成分来源一致。地下水和河水氢氧同位素组成相接近,最终来源主要为大气降水补给。其中河水在径流过程中受蒸发浓缩作用影响,重同位素略富集。受地形地貌、地质及水文地质条件影响,盆地内地下水与河水之间的补给—排泄相互作用关系具有明显的分段性,相互转化频繁。大石河上游区域和东宫河流域总体上表现为河水受两侧地下水补给;大石河下游区域,表现为河水补给两侧地下水。     

长江水系河水化学侵蚀的水化学和碳同位素证据

对长江干流及其主要支流河水的水化学、溶解无机碳(DIC)含量及其碳同位素组成进行了分析.河水的阳离子以Ca2+、Mg2+为主,占阳离子质量总量的75%以上;阴离子以HCO3-、SO42-为主,占阴离子质量总量的90%以上,表明河水的水化学组成主要受流域碳酸盐矿物的风化侵蚀控制.     

桂林毛村岩溶地下河二十多来的水质演化趋势研究

利用桂林毛村地下河1983年、2007年、2008年和2009年的水化学监测数据和地下水水质资料,研究了地下河二十多年前后的主要离子浓度变化及其形成原因,并在水质评价的基础上预测其水质演化趋势。地下水地球化学分析表明:(1)地下河水中绝大部分离子和指标符合地下水质量标准(GB/T14848-93)规定的、类水质标准,地下水质量较好,但由于施肥方式以及区域环境等的变化,一些离子浓度有所升高,水质有受污染倾向。(2)pH值呈现出下降的趋势,而Cl-、NO3-、SO42-、Mg2+、TFe、K+、Na+、电导率(Ec)、总溶解固体(TDS)、总硬度(TH)和碱度(Alk)升高较显著。(3)地下水离子浓度的变化主要受水-岩地质作用过程、人类活动和区域环境变化的共同影响。     

同位素对咸阳城区热储流体成因类型的指示意义

以咸阳城区蓝田灞河组孔隙型热储流体为研究对象,应用环境同位素法、离子比分析法对其同位素分布规律、富集趋势以及水化学类型进行分析,确定其同位素水文地球化学特征,并对其成因类型进行论证.研究中发现受控于沿渭河东西向深大断裂的南北热储流体,其水化学特征各异而同位素差异不大,北部水化学类型单一,全部为Na-Cl型水,南部Na+,HCO3-和SO42-含量较高,水化学类型复杂,体现出研究区地下热储环境形成过程的复杂性.同位素结果显示成阳热储流体完全不同于浅层循环地下热水,可能为赋存混入古溶滤水的残存沉积水,亦或为混入残存沉积水的古溶滤水.