基于沉积物物质来源的地下水化学特征分析:以北京市平原区为例

沉积物物质来源不同,其沉积环境和沉积特征不同,其地球化学特征、水动力体系和地下水循环响应不同。文中以北京市平原区为例,通过沉积物物质来源分析,研究浅层地下水化学分布特征。首先根据地下水系统分区进行取样和实验,采用矿物组合、风化强度及相关分析等多种方法综合分析北京市平原区沉积物的物质来源及其组合特征,多种方法分析结论一致,即北京平原区的主要物质来源:一是流经燕山山地花岗岩变质岩区的潮白河系统,一是流经西山山地石灰岩区的永定河系统;而两系统中、下部是多期物源多层交叠、纵横交错沉积形成的。其次在物源分析基础上通过水质分析研究两系统剖面上地下水水化学特征,即两系统剖面地下水化学类型主要为HCO3--Ca.Mg型水;但永定河系统的溶解性总固体、阴阳离子浓度均大于潮白河系统,这与两剖面所在系统物源分析的结果相吻合,即分析结果表明物源的沉积环境及沉积组合特征决定了系统的地下水化学特征。     

北京市平原区地下水有机污染时空分布特征

2007~2008年进行的北京市平原区地下水污染调查,发现该地区地下水有机污染具有检出种类多、检出率高、浓度低的特点。主要的有机污染物为三氯甲烷、四氯化碳、1,2-二氯丙烷、1,2-二氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、甲苯和苯并[a]芘。对这8种主要有机污染物的时间和空间分布特征进行了研究。研究显示,平面上,有机污染物分布广泛,主要为点状分布,局部地区集中检出。垂向上,随深度增加地下水有机污染减轻（1,2-二氯乙烷除外）。与枯水期相比,丰水期有机物检出率和浓度更高（三氯甲烷除外）,四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯受枯、丰水期变化影响最小,检出重现性好,污染较严重。与2001年相比,2008年四氯化碳检出率降低,对地下水的污染有所减轻,而三氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯的检出率变化较小。文章从污染源、有机物理化特性、水文地质条件等方面对有机污染时空分布特征的成因进行了阐述。     

北京市平原区地下水有机污染时空分布特征

2007~2008年进行的北京市平原区地下水污染调查,发现该地区地下水有机污染具有检出种类多、检出率高、浓度低的特点。主要的有机污染物为三氯甲烷、四氯化碳、1,2-二氯丙烷、1,2-二氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、甲苯和苯并[a]芘。对这8种主要有机污染物的时间和空间分布特征进行了研究。研究显示,平面上,有机污染物分布广泛,主要为点状分布,局部地区集中检出。垂向上,随深度增加地下水有机污染减轻（1,2-二氯乙烷除外）。与枯水期相比,丰水期有机物检出率和浓度更高（三氯甲烷除外）,四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯受枯、丰水期变化影响最小,检出重现性好,污染较严重。与2001年相比,2008年四氯化碳检出率降低,对地下水的污染有所减轻,而三氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯的检出率变化较小。文章从污染源、有机物理化特性、水文地质条件等方面对有机污染时空分布特征的成因进行了阐述。     

彬长矿区白垩系地下水水质变化特征

彬长矿区白垩系洛河组、环河组地下水水质在横向上和纵向上的都具有明显的变化规律。由于环河组岩层中含有石膏层,导致SO42-含量增高,水质较洛河组差;洛河组在补给区水质较排泄区好,虽然未来矿区工农业用水的方向可以是本区内洛河组承压裂隙—孔隙水,但由于本区洛河组地下水补给条件较差,地下水以静储量为主,故此水源地可供开采量有限。     

关于饮用地下水水质评价标准的探讨——以华北平原地下水水质调查结果为例

地下水水质评价方法应以人体健康为依据,同时满足原理简单、计算简便、物理意义明确三个特点.基于地下水水质标准GB/T14848-93,修订了其分级限值,使得评价结果的物理意义更为明确.本文根据华北平原地下水水质测试结果评价了水质状况,对水中主要有机和无机组分在区域上的分布特征及可能来源进行了分析.为了使地下水水质评价的结果更加适合我国的国情,提出了地下水饮用适宜性评价意见,并对评价结果进行了讨论.     

北京市平原区地下水分层质量评价

本文提出了一套基于ArcGIS平台的区域地下水水质评价方法,实现了单因子指标质量评价和多因子综合质量评价。方法不仅能够批量处理地下水水样和地下水质量评价结果的网格化成图,并且保留了以往容易被忽略的水质"极差点"。最后应用该方法对来自于北京市平原区1 035眼水井中的丰、枯水期近3 000余个水质数据进行了评价,结果表明平原区单因子超标的主要有总硬度、溶解性总固体、锰、氨氮、铁、氟、硝酸盐、亚硝酸盐。北京平原区地下水由浅层到中层再到深层,水质越来越好,其超III类水的面积分别为3 649 km2、2 258 km2和737 km2。区域评价结果表明,平原区地下水丰水期的水质普遍略差于其枯水期水质。     

成都市地下水水质分析及评价

成都市位于岷江冲洪积扇的东南边缘,区内水量充足。通过地下水化学特征分析和地下水质量评价,了解了成都市地下水的水质状况、空间分布特征以及主要影响因素。     

四川省红层丘陵区浅层地下水水质现状及评价——以宜宾市屏山地区为例

在对四川省屏山县进行野外地质调查基础上,对调查区浅层地下水质进行了分析测试,并采用改进的内梅罗水质指数方法结合水质统计分析以及SUFER8.0对浅层地下水质量进行评价.评述了该地区中红层区和非红层区浅层地下水水质,提出了一些预防和治理措施,为四川省红层找水打井工程的工作开展和地下水环境的保护和利用提供了参考.     

贵阳市岩溶地下水水质变化特征浅析

为了解长时间尺度岩溶地下水的水质变化特征,本文以贵阳市中心城区为例,选取1984年和2014年48组原位取样点的丰季水质数据,并结合地下水赋存环境和城市发展特征进行对比分析。结果显示:研究区地下水水质较好,整体有恶化的趋势;1984年仅有9处地下水水质超标,多数超标点为原生背景成因,2014年有14处水质超标,多数超标点为人类活动引起;地下水化学类型在30年间变化较大,近一半取样点地下水由HCO3型变成HCO3·SO4型水,研究区地下水硫酸盐化明显;新老城区地下水水质逐步好转,城乡结合部地带则是地下水污染的高发区,农业区因人类活动强度较低,地下水水质变化相对平缓。建议在岩溶城市的地下水资源开发和地下水环境保护工作中,应综合考虑不同区域的岩溶水文地质条件和人类活动特征,有的放矢的开展评价监测管理。针对工作区地下水硫酸盐化现象开展研究,并对城乡结合部开展综合整治,加强对农业区地下水环境的综合保护,以遏制区内地下水污染趋势,预防地下水污染事件的发生。      

喀什地区1970-2018年地下水水质变化特征分析

为研究新疆喀什地区多年地下水水质变化特征及污染状况,基于喀什地区主要采样点1970-2018年的地下水观测数据,对该地区地下水主要采样点氟化物、浑浊度、硝酸盐以及氨氮四个指数的变化特征进行。结果表明:各指标年均浓度从2010年以后逐步递减,且氟化物浓度下降趋势最为明显。夏季各污染物浓度均有所递增,而秋、冬两个季节是各指标污染浓度递减最为明显的季节。随着喀什地区地下水环境治理措施力度的加大,2010年以后,区域地下水各污染物指标浓度均呈现较为明显的递减变化,地下水水质总体稳定在Ⅲ类水。     

松嫩盆地的地下水化学特征及水质变化规律

松嫩盆地位于东北腹部, 是我国主要的大型地下水盆地之一.地下水资源十分丰富, 但水质问题复杂, 原生水质状况不佳, 人为污染比较严重.根据水利、地质部门多年积累的地下水水质监测资料, 对地下水中原生有害组分和人为污染组分的形成机理和区域分布规律进行了比较全面、深入的研究, 着重分析了在人为活动影响下, 盆地不同地下水系统内地下水水质的多年变化规律.认为地质构造上的封闭性、强还原/弱碱性/富含有机质的水文地球化学环境、地下水运动滞缓是盆地地下水中多种原生有害组分富集的基本条件.近半个世纪以来强烈的人类活动, 则是导致地下水水质发生趋势性变化的主要原因.提出了改善区域地下水交替循环条件, 治理环境污染, 治理和更新已成为污染通道的水井, 利用洁净松花江水开展地下水人工回灌等改良与保护地下水水质的主要措施.      

北京地下水系统演化与地面沉降过程

采用地下水动态监测网、GPS监测网数据、气象监测数据与SAR数据、GIS等技术相结合,建立地下水系统演化与地面沉降过程模型,系统分析了北京地区地下水降落漏斗区地面沉降的形成过程。研究表明:降雨量呈逐年下降趋势,地下水开采量随之增大;平原区地下水位呈下降趋势,间接导致了地下水降落漏斗和地面沉降的形成演化。地面沉降对地下水降落漏斗的响应模式存在着季节与年际差异性,时空分布上存在不均匀性,最大地面沉降速率约为41.43 mm/a;揭示了地下水降落漏斗与地面沉降漏斗空间展布特性存在一致性,但并非完全吻合。     

一种地热能可再生资源量的新算法——以北京为例

北京地热资源勘查始于20世纪50年代中期。70年代初期,针对以往对地热资源的可再生性认识不足,不能真实反映地热资源中蕴含的可循环利用的热量,造成计算值偏小的情况。本文介绍了一种地热可再生资源量的新算法,计算每个热田的可再生资源量,从而重新估算北京市地热能的资源潜力。通过计算,采用对井抽灌方式且地热水100%回灌条件下抽灌井间距为300m时,10个地热田范围内地热能可提供的供暖面积为3.01亿m2;采用地热梯级利用(和热回收)结合其他辅助清洁能源调峰方式对建筑物进行供暖,全市热田面积内可供暖面积为8.60亿m2。对比传统地热可采资源量与本次研究采用的新算法,采用对井系统供暖可大大提高布井密度,使可供暖面积提高73倍。通过对地热能可再生资源量进行计算,对于推进全国范围内的地热发展,具有良好的推动作用。     

地下水流系统特征——以白垩系地下水盆地为例

以不同的研究尺度,白垩系地下水盆地可以划分为若干地下水流系统.水流系统的发育受含水层补给和排泄条件及含水系统结构控制.每一个水流系统都具有整体性、相关性、等级结构性、时序性、动态平衡性、功能性等特征.     

人工回灌对地下水水质影响的室内模拟实验

人工回灌过程中的水岩相互作用机制较为复杂,目前有关评价人工回灌过程对地下水化学场影响范围和影响程度的研究还十分缺乏。以上海市某人工回灌试验场为例,采用室内模拟实验手段,对人工回灌过程中地下水主要溶质组分的变化趋势及其相关水岩反应进行分析。实验结果表明:回灌过程中,地下水的主要离子成分主要受混合作用、阳离子交换吸附作用及含水层矿物相(方解石、白云石、钾长石)溶解作用的影响;受回灌过程中地下厌氧环境向好氧环境发展的影响,含水介质中的As、Cr、Fe等元素存在溶出趋势,回灌后As-Fe元素的变化量表现出较好的相关性;随着回灌时间的增加,地下水水质的影响范围逐渐扩大,其水化学类型由初始的Cl-HCO3-Na型逐步向Cl-HCO3-Na-Ca型转变。     

人工回灌过程中地下水微生物群落变化

人工回灌过程中,回灌水的注入使目的含水层地下水环境发生变化,微生物条件也会随之改变,从而影响地下水环境质量及水文地球化学作用。以上海市某人工回灌试验场为例,在分析人工回灌过程中水化学演化特点的基础上,应用DGGE技术对场地回灌过程中地下水中的微生物群落结构变化进行研究,为评价人工回灌对地下水水质安全的影响提供科学的理论依据。结果表明:人工回灌作用使目的含水层地下水中的Eh值及DO质量浓度升高,分别由64.0 mV、1.12 mg/L升至534.4 mV、1.44 mg/L;同一位置处微生物群落结构与原始地下水状态的相似性随时间降低;同一时刻距离回灌井越远的监测井的微生物群落结构越接近于原始地下水状态。随着回灌的进行,目的含水层地下水中优势菌属(种)共有7种,其中Rubrivivax gelatinosus和Candidatus Accumulibacter phosphatis clade IIA str.的反硝化能力以及Rhodoferax ferrireducens对Fe³⁺的还原能力,对地下水水化学组分产生影响。     

北京平原区永定河地下水系统地下水化学和同位素特征

北京平原区永定河地下水系统位于北京市的西部.在该区采集了一个水文年的大气降水样,并对其中的D和18O组成作了分析;于旱季在该地下水系统中采集了大量地下水样,并对其中的八大离子浓度、D和18O组成、Sr浓度以及87Sr/86Sr比值作了分析.研究结果表明,研究区地下水的水化学类型较为单一;研究区地下水主要来源于大气降水入...     

北京市西郊地下水污染特征

本文在综合分析北京市西郊地下水化学特征及历史土地利用状况的基础上,运用piper三线图和箱形图等技术方法,从地下水水化学表现的差异性角度对北京市西郊地下水污染特征进行了研究,通过对比污染源分布特征进行了西郊污染特征分区。研究结果显示,依据北京市西郊地区地下水化学的差异性可划分为基本无污染区、历史工业污染区、历史城市居民生活污染区和历史农业污染区4个区,其中基本无污染区主要分布在山前地区,地下水质总体较好,工业污染区主要分布在历史的首钢老工业区及下游的污灌区,其主要影响因子为SO_4~(2-)和Cl~-;城市污染区主要分布在二环内,其主要影响因子为NO_3~-、Cl~-、SO_4~(2-);农业污染区主要分布在东南部历史上的污水和清水的混合灌区,其主要影响因子为NO_3~-。     

饮用水水源地保护区划分研究——以山东羊庄盆地地下水水源地为例

根据羊庄盆地水文地质条件和规划水源地开发利用状况,采用Visual Modflow4.0及其中的MT3DHS模块分别建立地下水水流和水质模型,在水流模型预测水源地未来开采形成的稳定流场环境下运行水质模型,模拟计算污染质在规定时间内到达水源地捕获带的位置,运移100 d的范围划定为水源地一级保护区,运移1 000 d的范围划定为水源地二级保护区,二级保护区以外至羊庄盆地流域边界划定为水源地准保护区;同时结合当地环境条件提出了对一级保护区实行圈网管理,在各级保护区重要边界点设立界桩、界牌、禁止在区内建设严重性污染企业等环境管理措施和布设水环境监测点,加强上游城镇及工业污水、废水处理效果监测等污染防治对策.