陕西黑河流域地下水水化学特征

2017年在秦岭黑河流域7个采样点进行地下水样品采集。通过综合分析、Gibbs图、Piper三角图、主要离子比值法、主成分分析法得出黑河地下水化学成分的特点、水化学类型及其成因。结果表明:阳离子的主要组成成分是Ca^2+,HCO3^-是阴离子的主要组成成分,黑河流域地下水化学类型为HCO3^--Ca^2+和SO4^2--HCO3^--Ca^2+型。Gibbs图分析得出该地下水化学离子组成受岩石风化作用控制;Piper三角图、主要离子比值法、主成分分析及相关分析表明,地下水化学组分主要受方解石、白云岩等碳酸盐岩矿物的风化溶解,同时伴有硫酸溶解碳酸盐岩,受硅酸盐岩的溶解控制作用较小。     

新疆喀什噶尔冲积平原区地下水水化学特征

以矿化度和水化学类型两个主要指标阐述了喀什冲积平原区地下水水化学的基本特征 ,用相关分析的方法和R型聚类方法定量分析了地下水水化学组分含量与矿化度及各组分相互依存关系 ,探讨了该地区的地下水水化学特征的形成与演化的因素。研究表明 :(1)当地的地下水化学特征具有鲜明的水平和垂直分带性 ,水化学类型主要为硫酸盐型水 ,在阴离子中占主导地位的为硫酸根离子和氯离子 ,且含量与矿化度呈线形相关 (p <0 .0 1) ;阳离子中 ,钠离子与钙离子占优势 ,其含量亦与矿化度呈线形相关 (p <0 .0 1)。 (2 )影响地下水化学特征的天然因素主要包括气候因素、水文因素与水文地质因素 ;人类活动因素主要为引水工程和灌溉工程、凿井工程 ,人类活动对地下水化学特征的作用逐渐加大。     

Hydrochemical characteristics of salt marsh wetlands in western Songnen Plain

According to classification system of wetland in Ramsar Convention, salt marsh belongs to inland salt lake formed by regional hydrogeologic and climatic conditions[1]. In western Songnen Plain, the most distinct characteristic of water environment in salt marsh wetlands is that many water bodies have high salt contents and pH values, so salt marsh wetlands are categorized as a special natural synthesis[2]. 1 Natural environment in western Songnen PlainThe Songnen Plain lies to the east of …     

Hydrochemical characteristics of salt marsh wetlands in western Songnen Plain

In western Songnen Plain of China, the saline-alkaline degree of water bodies is high in salt marsh wetlands. Generally, pH is above 8.0, and the hydrochemical types belong to HCO32--Na+. Through analysis on the basic saline variables such as CO32-, HCO32-, Cl-, Ca2+, Mg2+, SO42-, Na+, and the derivative variables such as SAR, SDR, RSC, SSP, the relationships between different variables are found, and the discriminant equations are established to identify different saline-alkaline water bodies by using principal component analysis.     

扎龙湿地地表水与浅层地下水的水文化学联系研究

水化学特征是湿地多界面间相互作用在水体中的综合体现,从一个侧面反映了湿地系统水文化学过程的特殊性和复杂性。扎龙湿地是国际重要湿地,不仅在维持生物多样性方面发挥着重要作用,而且对区域水化学特征的形成也具有特殊的影响。为了揭示湿地内水化学特征的形成机制,研究了扎龙湿地仙鹤湖区域地表水和地下水水化学特征,并应用水化学方法和稳定同位素[氘(D)和氧18(18O)]方法深入分析了地表水、地下水水化学特征的形成机制,并重点对两者间的水文化学联系进行了探讨。结果发现,除引嫩干渠水为低矿化度的HCO3·Cl-Ca型水外,湿地湖泊水和河流水均为中等矿化度的HCO3-Na型水,湿地地表水明显受蒸发浓缩作用和苏打土溶滤作用影响;地下水的δD值和δ18O值,都高于大气降水和河水,而低于湖泊水;混合比例计算表明,地下水受大气降水直接补给较弱,湖滨处湖水补给比例超过50%。综合分析认为,湿地浅层地下水具有显著的二元循环模式,同时受区域地下水流和局部地下水流的控制。区域地下水补给占主导的区域,地下水表现出低矿化度、高氘盈余值(d)的特征,地下水化学类型逐渐由HCO3-Ca·Na·Mg型转变为HCO3-Na·Ca型。湿地湖水补给占主导的区域,地下水特征表现出高矿化度、低d值的特征,水化学类型具有较大的变异性。地表水与地下水的氮、磷以有机态形式为主,平均占总氮和总磷比例的89%和90%,主要来自于地表水体的输入,受垂向淋溶作用影响较小。研究结果不仅为湿地水环境保护提供了科学依据,而且为深化湿地区域水文地球化学效应研究指明了方向。     

玉龙雪山周边典型河流雨季水化学特征分析

2009 年5~10 月在玉龙雪山周边典型小流域白水河、三束河、哥吉河采集河水样品,水化学分析结果表明,三条河流河水均呈现弱碱性,主要离子组成表现为富集Ca²⁺+Mg²⁺和HCO₃^-+SO₄^2-,且以Ca²⁺和HCO₃^-为主,各类离子存在显著季节变化。离子来源分析表明,玉龙雪山周边小流域河水雨季主要受降水和岩石风化影响,大气降水对河水主要常规离子Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-的贡献率为分别为23.44%,9.66%,3.10%,17.81%,10.48%。研究区碳酸盐岩的风化产物是河水离子组成的主要控制因素。     

塔里木河中游输水堤防的修建对地下水化学特征的影响

通过对塔里木河中游输水堤防修建后,沙子河口、乌斯满和阿其河口三个断面地下水化学特征自2001—2003年的时空变化的监测与分析,初步揭示了在输水堤防影响下地下水化学特征变化的初步规律,结果表明：在空间上,沙子河口断面地下水化学变化规律完全被颠倒过来,乌斯满断面,地下水化学变化规律受输水堤防的影响不十分明显,但地表积盐严重,阿其河口断面,则呈现复杂的变化;在时间上,丰枯期地下水化学特征的正常变化规律在沙子河口被彻底改变,在乌斯满和阿其河口呈现出复杂变化。由于地下水循环具有潜在性和迟滞性,要彻底揭示在输水堤防影响下地下水化学特征时空变化的规律,需要进一步跟踪监测研究。     

安徽省淮北平原地下水氟、溶解性总固体空间变异特征

应用数理统计学及地质统计学方法,对安徽省淮北平原73个浅层地下水中氟离子、溶解性总固体数据进行分析。结果表明,氟离子、溶解性总固体均服从对数正态分布,变异系数分别为0.77、0.36。地下水氟离子、溶解性总固体半方差函数分别满足高斯模型、指数模型,氟离子在49.00 km内存在自相关,溶解性总固体在7.21 km内存在自相关。氟离子浓度>1 mg/L的区域分布在淮北平原东北部、中部。淮北平原溶解性总固体>1 g/L的地区主要分布在宿州和淮北,其空间分布特征与氟离子相似。     

西藏昌都地区盐泉水化学特征与找钾研究 秦西伟 马海州 张西营 樊启顺 程怀德 李永寿 苗卫良 海擎宇 石海岩

西藏昌都地区发育有大量的膏盐、白云石及菱镁矿,研究其区域成钾潜力意义重大。在对昌都盆地蒸发岩矿点实地考察过程中,共采集了12个盐泉水样及2个泉水样。通过常微量元素及水化学特征系数研究,查明研究区盐泉水水化学类型为氯化物型和硫酸钠亚型,属于岩盐溶滤成因,溶滤了大量的石盐和少量的碳酸盐岩及硫酸盐岩,纳西盐井盐泉水同时还受深部循环水的影响。昌都地区盐泉水样中Na+、Cl-含量及矿化度由北向南逐渐降低,Br、Li、B含量较低,整体上呈现以贡觉为中心,向北、向南逐渐增高的变化趋势。研究区盐泉水具有内陆盐湖性质,北部含盐地层更具海相成因特征,盆地由北至南从海相沉积环境逐渐过度为内陆海沉积环境,受陆表水影响越大。研究表明,类乌齐含盐地层经历了最强烈的浓缩蒸发及盐岩溶滤作用,其浓缩阶段晚于纳西及贡觉含盐带,其成钾潜力同样也优于纳西及贡觉含盐带,可作为钾盐矿异常点。贡觉和纳西含盐地层在不同程度上受到了陆表水的影响。综合对比前人研究成果,发现囊谦—昌都—兰坪盆地自北向南,成钾潜力逐渐变优。     

黄河三角洲典型区域地下水动态分析

地下水作为三角洲地区水循环的重要环节,对整合土地利用和水资源管理以及河口湿地自然保护区的存在 与发展具有重要作用。采用surfer 软件绘制的地下水埋深等值线图显示地下水埋深的分布规律为沿黄河河道附近 地下水埋深较深, 滨海以及河间洼地为地下水浅埋区。在SPSS11.5 统计分析软件的帮助下, 采用偏相关分析( Partial 过程) 方法从地下水埋深多年和年内变化两个方面研究黄河三角洲典型地块地下水埋深和降水量、黄河径流量 之间的相关关系。研究结果表明, 黄河三角洲地区地下水动态变化受多个驱动因子的控制, 在不同时间段和不同的 地理位置影响程度不同, 且多年地下水埋深的序列规律性较差, 地下水埋深多年动态和年内动态变化复杂且均不 受径流量和降水量影响。东营市引黄灌溉、引黄蓄水( 城市生活与工业用水等) 、大型引排水利工程的兴建等可能是 导致地下水位持续上升的主要原因, 为今后地下水资源管理和三角洲湿地资源的保护提供依据。     

华北平原浅层地下水水位动态变化

利用中日合作项目在华北平原设置的自动监测设备KADEC-MIZU Ⅱ型地下水水位自计仪,对2004-2006年39处浅层地下水水位监测的结果,结合区域影响地下水宏观动态类型的主要因素,如地形地貌、地下水埋深、地下水开采程度、地下水漏斗以及河流湖泊等,叠加各影响因素分区图得到地下水动态影响因素综合分区图,结合观测孔地下水水位体现的动态特征,将华北平原地下水观测点分为山前开采型、山前侧向补给-径流-开采型、中部河道带补给-开采型、中部地下水浅埋区降水入渗-蒸发型动态、黄河影响带侧向补给-蒸发型动态和滨海平原区入渗-蒸发型6大地下水动态类型。在此基础上阐明了大区域范围内不同类型地下水水位年内及多年动态变化的特点,比较了不同类型区地下水动态所受影响因素的不同。     

基于稳定同位素的海河源区地下水与地表水相互关系分析

对海河流域源区的丰、枯水期降水、地下水、河水进行取样测试,分析了海河源区不同水体氢氧稳定同位素组成及水化学的时空分布特征,同时运用同位素二元混合模型对典型采样点地表水地下水间的相互作用进行了定量分析。结果表明：① 丰水期地下水及地表水δD和δ¹⁸O及总溶解性固体(TDS）表现出显著的空间差异性,而枯水期只有地下水的同位素组成及水化学特性表现出空间差异。②研究区的地下水水化学类型以Ca-HCO₃·SO₄、Ca-HCO₃型为主,丰水期河水与地下水化学类型较为相似,枯水期地下水化学类型与同时期的河水及大气降水的水化学类型存在显著的差异,说明枯水期地表水与地下水之间的转化关系不明显。Gibbs分析结果表明,控制海河源区水体化学性质的主要影响为岩石风化作用。③枯水期地下水受其他水体影响较弱,而丰水期河水及大气降水对地下水具有显著的补给作用,3个源流区中西源的地表河水对地下水影响最显著。     

Hydrochemical regime and its mechanism in Yamzhog Yumco Basin,South Tibet

The hydrochemistry of alpine lakes reflects water characteristic and its response to climatic change. Over 300 water samples had been collected from 52 sites of 5 lakes and 7 inflowing rivers in the Yamzhog Yumco Basin, South Tibet, during 2009–2014, basing which the hydrochemical regime and its mechanism were analyzed along with the adoption of hydrological investigations in 1979 and 1984 as well. Results revealed that the waters were hard with weak alkalinity for the Yamzhog Yumco Basin. Most of them were fresh, and the rest were slightly saline. The hydrochemical types of 5 lakes (i.e., Lake Yamzhog Yum Co, Puma Yum Co, Bajiu Co, Kongmu Co, and Chen Co) were SO₄ ^2––HCO₃ ^––Mg²⁺–Na⁺, HCO₃ ^––SO₄ ^2––Mg²⁺–Ca²⁺, SO₄ ^2––Mg²⁺–Na⁺, SO₄ ^2––HCO₃ ^––Ca²⁺, and SO₄ ^2––Na⁺–Mg²⁺–Ca²⁺, respectively. As for rivers, HCO₃ ^– and SO₄ ^2– were the major anions, and Ca²⁺ was the dominant cation. Lake Yamzhog Yum Co, the largest lake in the basin, exhibited remarkable spatial variations in hydrochemistry at its surface but irregular changes with depth. The weathering of evaporates and carbonates, together with evaporation and crystallization, were the major mechanisms controlling the hydrochemistry of waters in the Yamzhog Yumco Basin. Global warming also had significant impacts on hydrochemical variations.     

巴丹吉林沙漠湖泊钙华的水化学成因

通过对巴丹吉林沙漠7个湖泊的钙华分布特征调查研究,以及对相关水样的化学成分分析,初步探讨了沙漠东南区湖泊钙华的水化学成因。结果显示：湖水水化学类型为Cl-Na型,Ca²⁺含量极低,CO₃^2-或HCO₃^-含量较高;湖四周地下水水化学类型以Cl-SO₄-Na型、Cl-CO₃-Na型为主,CO₃^2-或HCO₃^-含量较低,Ca²⁺含量较高,部分湖水中霰石、方解石矿物饱和指数SI>0。PHREEQC软件模拟结果显示,地下水与湖水混合过程中,方解石、霰石饱和指数明显增大。我们认为咸淡水混合效应是钙华形成的重要原因,同时存在湖水蒸发浓缩作用沉淀的碳酸钙;混合端元的组分决定了最大SI时的混合比例以及最大SI值,温度相对混合效应影响较小。     

地下水埋深及水质对塔克拉玛干沙拐枣气体交换特性的影响

塔克拉玛干沙漠地下水储量丰富,但因埋深和水质的限制,植物可有效利用的水资源十分有限。通过分析沙漠特有灌木塔克拉玛干沙拐枣(Calligonum taklimakanensis B.R.Pan & G.M.Shen）气体交换特性对地下水埋深和水质变化的响应,探讨了地下水对天然植物分布及生长的影响。结果显示,有天然植被分布的区域地下水埋深一般较浅,土壤水分供应充足;但受地下水矿化度、总硬度、总碱度、全盐含量及各离子含量比例的区域间差异影响,不同区域的塔克拉玛干沙拐枣气体交换特性各不相同。地下水总碱度大小是影响塔克拉玛干沙拐枣光合特性最主要的因素,总碱度增加时,净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）及潜在最大净光合速率（Pmax）、光补偿点（LCP）和光饱和点（LSP）分别从14.9±0.39 μmolCO2·m-2·s-1、6.79±0.21 mmol·m-2·s-1、0.192±0.013 mmol·m-2·s-1、21.4±1.1 μmolCO2·m-2·s-1、175.5±3.5 μmol·m-2·s-1、1 805±31.2 μmol·m-2·s-1降为11.7±0.5 μmolCO2·m-2·s-1、5.79±0.18 mmol·m-2·s-1、0.130±0.009 mmol·m-2·s-1、16.3±2.5 μmolCO2·m-2·s-1、78.1±15.8 μmol·m-2·s-1、1 564±55.6 μmol·m-2·s-1。研究结果还表明,较浅的地下水埋深是沙漠腹地天然生植物生存繁衍的必要条件,塔克拉玛干沙拐枣天然分布区的适宜地下水埋深应在1.5~2.5 m的范围内;塔克拉玛干沙拐枣也具有很强的盐碱耐受能力,在矿化度高达16 g·L-1的环境中依然能正常存活生长。     

塔里木河中下游地下水化学及其演变特征分析

 通过对塔里木河中下游14个断面57眼地下水监测井样品离子化学成分分析,探讨了塔里木河中下游地下水化学成分特点、水化学类型及演化规律。结果表明：塔里木河中下游各断面地下水pH值变化不大,矿化度和各离子差异明显,地下水水样以Na⁺、Cl^-占绝对优势;矿化度较低的断面其离子浓度变化较小,反之,矿化度高的断面其离子浓度变化幅度较大;从塔里木河中游沙吉利克断面至铁依孜断面地下水化学类型由以Cl-SO₄-Na、Cl-Na-Mg和Cl-SO₄-Na-Mg型水为主,逐渐过渡为以Cl-SO₄-Na-Mg和Cl-Na型水为主,在下游阿克敦断面至考干断面地下水化学类型由以Cl-SO₄-Na-Mg、Cl-Na-Mg型水为主过渡为以Cl-Na、Cl-HCO₃-Na和Cl-Na-Mg为主;时间上,2006年中游断面沿河道地下水化学类型由Cl-SO₄-HCO₃-Na型过渡为Cl-SO₄-Na-Mg型再到Cl-Na型水,而2010年则由Cl-SO₄-Na型过渡为Cl-SO₄-Na-Mg型再到Cl-Na型水,在下游,2006年沿河道地下水化学类型由Cl-SO₄-Na型过渡为Cl-SO₄-Na-Mg型再到Cl-Na（Mg）型水,2010年则由Cl-SO₄-Na-Mg型直接过渡为Cl-Na-Mg型和Cl-Na型水。塔里木河中下游水样化学组成均落在Gibbs提出的Boomerang Envelope模型上翼,暗示研究区水样化学组成受到蒸发/结晶作用影响。另外,土地利用变化、灌溉、施肥等人为活动的影响不容忽视。     

黑河流域中游盆地地下水补给机理分析

分析地下水水循环机理是有效评价地下水资源量和合理开发利用地下水资源的前提。对此,利用皮帕尔（Piper）图解法分析地下水的水化学特征类型,结合区域构造水文地质和环境同位素,分析黑河中游盆地内不同地区的地下水补给机理。结果表明,位于黑河较上游地区两个相邻山前冲洪积扇之间的地下水水力联系微弱,分别来自于不同的补给来源;不同区域的黑河沿岸地区,受地理地形控制,地下水补给来源存在显著差异;以榆木山隆起相隔离的张掖盆地和酒泉盆地,地下水水化学特征和同位素存在显著差异,处于不同的地下水补给单元;利用放射性同位素氚含量,初步估算出不同地区地下水的更新期,其地下水年龄均低于32 a。为合理开发利用黑河中游地下水资源、保护脆弱的生态环境提供科学依据。     

黑河上游夏半年河水化学组成及年内过程

2006年5月至2006年10月在黑河上游扎马什克、祁连及莺落峡水文站逐日采集河水样,同期在七一冰川冰采集融水样,研究水化学组成、演化特征及其影响因素。样品分析结果表明：黑河上游山区,受人类活动影响较少,水中可溶性无机离子的含量比较低,主要受水岩作用过程影响。水文因素,特别是降水是控制水中化学物质含量季节变化的主要因素。受流域地理-地貌特征及水文差异影响,祁连水文站样品中Cl-,NO-3,SO2-4和Na+的含量相对较高,札马什克样品中Ca2+,Mg2+和HCO-3浓度较大,莺落峡的水化学组成介于扎马什克与祁连之间。在流域范围内,气候差异是引起水化学组成变化的主要因素。上游河水中的化学物质主要来源于碳酸盐溶解,也有部分硫酸盐的贡献,随径流演化,岩盐和硫酸盐的贡献逐渐占主要地位。     

塔里木河下游地下水化学特征对生态输水的响应

结合2000~2002年塔里木河下游5次生态输水过程,通过对沿河40眼地下水监测井采集的水化学资料的分析表明：塔里木河下游地下水化学特征随五次间歇性生态输水发生明显变化。地下水化学对输水的响应表现为初期、中期和后期三个阶段：初期,地下水化学成分中的主要离子含量和矿化度都明显上升;中期逐步下降;输水后期又逐步上升。通过对地下水盐运移机理以及生态输水后地下水化学变化特征的分析得出,单一河道输水方式不如双河道,甚至多河道输水更有利于生态的恢复,另外,生态输水只是对地下水中盐分浓度起到了稀释作用,只有采取一系列工程和管理措施才能使下游水质真正好转。     

京津以南河北平原地下水位下降驱动因子的定量评估

自1970年代以来,在自然因素和人为活动的交互影响下,京津以南河北平原地下水位持续下降并产生了一系列地质环境问题,严重影响了该区域社会经济的可持续发展。本文从降水、地表径流、气温等自然因素及地下水超采、水利工程修建、农作物产量水平提高、耗水型作物面积扩大等人为因素初步分析了京津以南河北平原地下水位下降的主要原因;通过建立投影寻踪回归模型,定量评价了各因素对地下水位下降的影响,确定了各影响因素对地下水位下降的相对贡献率。结果表明:地下水开采是引起地下水位下降的最主要因素,对地下水位下降的相对贡献率为54.7%,其中工业、农业、生活用水对地下水位下降的相对贡献率分别为6.6%、43.7%和4.4%;其次是降水和地表径流,其相对贡献率分别为25.6%和19.7%。