岩溶区典型工业型城市地下水水化学特征及成因机制

文章以广西柳州市岩溶地下水为研究对象,在岩溶水文地质调查和样品采集测试的基础上,采用数理统计法、水化学方法（Piper图、Gibbs图、离子比值系数,矿物饱和指数计算）、因子分析法和模糊综合评价法,分析工业型城市岩溶地下水水化学特征及形成机制,开展岩溶地下水质量评价。结果表明,研究区岩溶地下水为中-弱碱性水,Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃⁻、SO₄²⁻是主要的阴阳离子,水化学类型以HCO₃-Ca型和HCO₃-Ca·Mg型为主,且城区的SO₄²⁻型水的比例远高于非城区。区内岩溶地下水水化学组分及演化主要受水－岩作用、工业污染、城镇生活污染和农业活动等主控因素的影响,贡献率分别为31.52%、25.15%、18.12%和10.74%。其中,城区的水化学组分受人类活动的影响程度大于非城区的。矿物饱和指数表明,区内方解石和绝大多数白云石为饱和状态,而石膏和盐岩均为溶解状态。不同功能区的水化学敏感指标有差异,工业区以重金属为主,农业区以三氮为主,生活区以K⁺、Na⁺、Cl⁻、SO₄²⁻为主。研究区整体水质较好,Ⅰ－Ⅲ类水的比例高达约87.39%;但不同区域的水质差异较大,其中城区的水质较差,超标因子主要为Al、Mn、Pb、Fe、Hg;非城区的水质较好,超标因子主要为三氮。研究成果可以为工业型城市岩溶地下水污染防治提供科学依据。     

水化学特征在岩溶水系统分析中的应用——以山西晋城长河流域岩溶水系统为例

通过对长河流域岩溶水矿化度、Ca^2＋／Mg^2＋、Ca／Sr及Mg／Sr等的特征分析,长河流域岩溶水系统从补给区到径流区、排泄区矿化度、Can／Mgn、Ca／Sr及Mg／Sr变化具有明显的规律性,岩溶水的流动方向则与以上各水化学指标质量浓度的变化方向一致,即研究区在东、北部灰岩裸露区直接接受大气降雨补给渗漏及部分半裸露区间接补给渗漏,向西以泉水形式排泄到沁河河谷地带,形成沁河河谷排泄带,地下水径流方向为南西西方向。并分析岩溶地下水的径流特征,富水强弱,水岩作用强弱及岩溶裂隙发育规律特征。     

济南泉域岩溶水系统水化学演化及成因分析

济南泉域岩溶水是济南市工农业生产和城乡生活的重要供水水源。随着经济社会发展和城市化进程加速,济南泉域水环境发生了较大变化,水质逐年变差,查明其水质演化特征和影响因素,对泉域岩溶水资源开发利用和保护具有十分重要的意义。本研究在分析泉域地下水和地表水主要离子化学特征和时空变化的基础上,综合采用相关分析、Piper三线图、Gibbs模型、离子比例关系等水化学方法和¹⁵N(NO₃^-)、¹⁸O(NO₃^-)双同位素方法,识别水体中主要离子成因。结果表明,研究区内主要阴、阳离子浓度从大到小依次为HCO₃^->SO₄^2->Cl^->NO₃-N(硝酸盐含量以N计)、Ca²⁺>Na⁺>Mg²⁺>K⁺。受碳酸盐岩控制,丰水期和枯水...     

岩溶水水化学特征在水文地质条件分析中的应用——以娘子关泉群岩溶水系统寿阳区为例

娘子关泉群岩溶水系统寿阳区从补给区到迳流区、排泄区水化学特征变化具有明显的规律性,岩溶水自北向南随着中奥陶统灰岩含水层埋深由浅变深,富水程度由强变弱,径流条件由积极趋滞缓,矿化度、总硬度和SO42-由低变高。为水文地质条件的分析与建立水源地和矿山防治水提供了地质依据。     

聊城市东部岩溶地热田地下热水水化学特征及成因分析

通过对聊城市东部岩溶地热田的地下热水的化学成分、同位素及其水文地质特征的分析,对这一地区的地下热水的形成和演化过程进行了研究。结果显示地下热水的形成受区内深大断裂和基底构造的控制。本区地下热水的形成是在漫长的地质历史发展过程中各种自然因素综合作用的结果。δD和δ18O的关系及氚（T）值和水化学特征系数说明地下热水为近代大气降水入渗起源的中度或高度变质水,以40年前的古水占优势,新近入渗水的补给量较小。水化学成分的形成以溶滤、溶解作用为主,微量元素成分丰富,反映了地下水经过了漫长和复杂的径流及深循环过程。      

济南泉域岩溶水水化学特征及其成因

济南泉域水质逐年变差,查明其污染来源和影响因素,对岩溶水资源开发利用及生态环境保护具有十分重要的意义,而对包含补给径流区的全区岩溶水系统分析尚未见报道.综合运用水化学(Piper三线图、离子比例系数、相关分析)和多元统计(因子分析、聚类分析)方法分析地下水水化学特征,探讨了不同区域水质影响因素及影响强度.因子分析反映了灰岩水岩作用、工业和生活污染、白云岩水岩作用、农牧业和生活污染对水化学组分的影响,贡献率依次为33.1%、28.4%、12.0%和11.8%.分析结果表明:研究区岩溶水水质受水岩作用和人类活动的双重影响;南部补给区、西郊及其以西排泄区水质优良,主要受碳酸盐岩溶解的影响;直接补给径流区部分岩溶水受农牧业和农村生活污染的影响,NO₃-含量较高;东郊排泄区、城区及近郊开采区受工业及城镇生活污染的影响,水质较差,少数地段SO₄2-、NO₃-、TDS和总硬度超标.      

鲁中南岩溶大泉的水化学特征

鲁中南岩溶大泉达36处,根据近几年的监测资料,本文分析了岩溶大泉的水化学、环境同位素特征,对水质进行了系统评价,提出了开发与保护的建议。     

易罗池岩溶水系统水化学及径流过程

应用水化学常、微量元素、同位素分析,结合区域水均衡分析等综合手段,对云南省保山市隆阳区易罗池岩溶水系统的形成机理、径流特征进行了研究。水化学分析结果显示,易罗池泉水和沙河地表水相关性较好;水均衡分析显示,易罗池岩溶水系统中每年通过岩箐组（O1y）灰岩接受大气降水的最大补给量约为100×104m3,占易罗池岩溶大泉出口总水量1 387×104m3/a中的很小比重。本文得出易罗池泉水为沿大宝盖向斜灰岩夹层发育的岩溶管道裂隙水,与上层非可溶岩基岩裂隙水无水力联系;岩溶泉水主要在大宝盖向斜O1y地层灰岩夹层发育,于易罗池排泄,主要补给源为大宝盖向斜北西翼沙河上游朝阳寨一带的地表水。      

山东省肥城断块岩溶水系统地下水水化学特征及演化分析

地下水是肥城地区最主要的供水水源,近年来受到工农业生产、煤矿开采、闭坑、矿井排水等人类活动影响,肥城地区地下水动力场及化学场都发生了变化,为查明地下水的环境质量状况,文章在研究水文地质调查和样品采集分析基础上,综合运用数理统计方法、水化学方法（Piper三线图、Gibbs模型、矿物饱和指数、离子比例分析）等,探讨肥城断块地下水水化学特征及演化规律。结果表明：（1）研究区地下水均呈弱碱性,$ {\mathrm{C}\mathrm{a}}^{2+} $、$ {\mathrm{M}\mathrm{g}}^{2+} $、$ {{\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}}^{-} $和$ {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}^{2-} $为主要离子,主要来源于方解石、白云石及石膏溶解;矿物饱和指数表明方解石和白云石绝大多数处于饱和状态,石膏和岩盐矿物呈溶解未饱和状态。（2）区内岩溶水化学类型主要为$ {\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}-\mathrm{C}\mathrm{a}\left(\mathrm{M}\mathrm{g}\right) $型,其次为$ {\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}·{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}-\mathrm{C}\mathrm{a} $型和$ {\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}·\mathrm{C}\mathrm{l}-\mathrm{C}\mathrm{a} $型。孔隙水主要为$ {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}·{\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}-\mathrm{C}\mathrm{a} $型、局部出现$ {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}{·\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}-\mathrm{C}\mathrm{a} $型。河流水化学类型相对复杂,包括$ {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}·{\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}-\mathrm{C}\mathrm{a}·\mathrm{N}\mathrm{a} $型、$ \mathrm{C}\mathrm{l}·{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}-\mathrm{C}\mathrm{a}·\mathrm{N}\mathrm{a} $型等。（3）区内地下水中$ {\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-} $、$ {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}^{2-} $和$ {\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}^{-} $含量相比1999年、2013年显著升高。裂隙水及岩溶水水质整体较好,局部呈点状变差,孔隙水及河水水质普遍较差,影响区域地下水水质的主要因素有化肥施用、禽畜养殖、生活污水下渗以及煤矿排水等。     

滇东地区断陷岩溶盆地裸露一覆盖型岩溶水系统特征剖析——以吴家营岩溶水系统为例

岩溶断陷盆地裸露一覆盖型岩溶水系统是滇东地区的主要水文地质类型。本文系统地剖析了吴家营一带的水文地质及水资源特征．可以代表这一类型。其中，裸露型岩溶区具不均匀的洞隙系统，为快速管道流；覆盖型岩溶区含水层等效于多孔介质特征，为慢速扩散流。这类岩溶水系统的水资源大部分在山边暗河出口或大泉排泄到地表；覆盖区由于盆地断陷幅度大，往往补给不畅，水资源有限。因此，对这类岩溶水系统应着重于暗河和大泉的调查观测，对覆盖区不宜轻易投入太多的勘探工作量，不然，效果往往不理想。     

鲁中南岩溶发育的控制因素

地质构造、气候、水动力条件对鲁中南地区丰富多彩的岩溶形成起着控制作用。下古生界特别是中寒武统上部及中、下奥陶统的碳酸盐岩是该区岩溶发育的基础,新生代继续活动的断裂构造把被非可溶岩分割的碳酸盐岩岩层串通成统一的水文系统。新生代多期的上升运动,使该区持续保持较大的地形高差和积极的水文交替条件,特别是该区的泰山、鲁山、沂山、蒙山等均由前寒武系变质岩及岩浆岩组成,它们在新生代的漫长地质历史时期,直至今日均高于周围的可溶岩分布区,造成了该区岩溶发育可经常受到强大的外源水影响的基本格局。     

鲁中南地区双村岩溶水系统地下水中化学致癌物和非致癌物的健康风险评价

我国对水质的评价大多局限于各项指标与饮用水源标准的比较,关注的是超标情况,而对相关指标对人体健康的影响程度关注甚少。本文运用美国环境保护署的健康风险评价模型,对鲁中南地区的双村岩溶水系统中2种化学致癌物[As、Cr(Ⅵ)]和7种非致癌物(Hg、F、CN-、NO-2-N、NH+4-N、NO-3-N、酚类)引起的健康风险作出初步评价。结果表明,个别采样点的NO-3-N、NO-2-N含量超过GB5749—2006《生活饮用水卫生标准》限值;由基因毒物质通过饮水途径所致的个人年健康风险表现为Cr(Ⅵ)As,由躯体毒物质通过饮水途径所致的个人年健康风险表现为NO-3-NFNO-2-NHgCN-NH+4-N酚类,且致癌毒物质的危害远远超过非致癌毒物质,Cr(Ⅵ)为首要污染物。研究区地下水的个人健康总风险值介于5.0×10-5~10.0×10-5a-1之间,风险等级为Ⅳ级(一般),其作为饮用水源应给予必要的关注。     

辛安泉岩溶水系统研究分析

辛安泉是山西省第二岩溶大泉,该岩溶泉水是长治市除漳泽水库外的主要供水水源。泉域为一完整的岩溶地下水系统,具有独立的补给、径流、排泄关系,为全排型岩溶大泉。通过对泉域岩溶地下水水文地质特征、岩溶水天然资源量、可开采资源量及开发利用现状的分析研究,为区域水资源的优化配置提供了科学依据。     

模糊聚类分析法与舒卡列夫法在小范围内岩溶水化学分类中的比较分析

以西龙河峄山断层带水源地岩溶水系统为例,着重利用模糊聚类分析法进行了岩溶水化学分类,并且与舒卡列夫分类法得到的结果作了比较分析,最后得出结论:模糊聚类分析法分类更合理,更能系统地、全面地反映地下水各种属性、含水层间的水力联系以及地下水的补排关系.     

鲁中南岩溶分区初步研究

依据山东省中南部地质、气候环境的差异,划分岩溶区、亚区及岩溶系统。对岩溶区域的岩溶形态,由宏观到微观,由地表到地下,由溶蚀形态特征到堆积形态特征进行了详细论述。该区岩溶形态丰富多彩,既有代表半干旱岩溶区特征的干谷、大泉、常态山含石灰岩角砾的坡麓堆积的组合,也有代表半湿润岩溶区特征的溶丘、溶沟田、溶蚀洼地、地下河、洞内指向流纹、天锅、边槽及红壤土等的组合。     

渭干河-库车河三角洲绿洲地下水盐化特征及成因分析

在综合分析大量实测资料和参考资料的基础上,阐明了渭干河-库车河三角洲绿洲地下水不同埋深的分布面积、盐化特征、化学类型、补排量、含盐量的时空变化及成因.结果显示:(1)在绿洲平原区,地下水埋深3～6m范围最大,占总面积的39.68%;在灌区地下水埋深1～3m范围最大,占53.03%.在绿洲平原区,地下水矿化度小于1g/L范围最大,占总面积的91.98%;在灌区地下水矿化度小于1g/L的范围最大,占94.81%.从pH值来看,pH值7.5～8.0范围之间的面积最大,占总面积的90.25%.(2)冲积洪积扇北部属于淡水带,水化学类型为HCO_3-Cl-SO_4-Ca-Na;冲积洪积扇中部属于上成下淡水带,水化学类型为SO_4-Cl-Na-Mg;冲积洪积扇南部属于上成下淡水带,水化学类型为Cl-SO_4-Na-Mg.从水质上看,Ⅲ级地下水分布面积最大,占总面积的84.77%,其地下水资源量占61.89%.(3)地下水含盐量在时间尺度上,波动较大,1997、2000、2001年含盐量较高,均为3.7g/L以上,而1998、1999、2006年较低,为3.4g/L左右;在空间尺度上,研究区东部的地下水含盐量高于西部,南部高于北部,东南部高于西北部.(4)可溶性矿物的溶解、地下水水位抬升、强烈的蒸发、降水量的稀少、农业灌溉、化肥的使用是渭干河-库车河三角洲绿洲地下水含盐的主要原因.     

山东省邹城市东部地下水水化学特征及形成机制

为研究山东省邹城市东部缺水山区地下水水化学特征、水质状况和水化学过程,采集研究区各类型地下水样品32件,检测K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl−、${\rm{SO}}_4^{2-}$、${\rm{HCO}}_3^{-}$、${\rm{NO}}_3^{-}$、F−、TH和TDS等化学指标,综合利用图解法、相关性分析和主成分分析等方法探讨其地下水的水化学特征和形成机制。结果表明：（1）研究区裂隙水、孔隙水与岩溶水具有相似的水化学特征,裂隙水和孔隙水的水化学类型以HCO3-Ca型为主,而岩溶水水化学类型为HCO3 -Ca · Mg型;（2）孔隙水、裂隙水和岩溶水水化学形成机制主要以水−岩相互作用为主,其次还受到人类活动的影响。孔隙水受水−岩相互作用和人类活动影响的比例分别为77.7%和10.5%,而裂隙水受影响的比例分别为63.9%和11.3%。     

江油市规划应急水源地地下水水化学特征分析

通过在江油市规划应急水源地及其上、下游采集地下水水样进行化学分析,共采集15个样品。结合主离子浓度、Piper图及沿程变化对该水源地地下水的水化学特征及其上、下游地下水水化学变化规律进行分析,结果表明：研究区地下水呈弱碱性,属硬度水和极硬度水,TDS平均值为281.446 mg/L,其中阳离子以Ca2+、Mg2+为主,Na++K+次之;阴离子以HCO3-和SO42-为主,Cl-较少;地下水的化学类型为HCO3--Ca2+。在沿程变化上,自上游至下游,地下水TDS及主离子均有整体增加的现象。地下水化学类型由HCO3--Ca2+型变化为HCO3-·SO42--Ca2+·Mg2+型。     

贵州省岩溶地区饮用天然矿泉水化学特征及其宏量组分来源分析

贵州省饮用天然矿泉水资源非常丰富,且水质优良,本文对贵州省岩溶地区饮用天然矿泉水进行了系统的水样采集、水质化验等工作。检测结果显示,贵州省岩溶区饮用天然矿泉水pH值7. 0～8. 1,为中性水;溶解性总固体(TDS)含量介于160. 64～925. 10 mg/L之间,平均含量为369. 70 mg/L,属淡水;总硬度(以CaCO_3计) 136. 8～740. 6 mg/L,平均硬度为293. 0 mg/L,属微硬-硬水;有益元素锶含量介于0. 11～6. 91 mg/L之间,平均含量为1. 28 mg/L,总体上,贵州省饮用天然矿泉水属中性微硬-硬富锶型淡水。Piper三线图显示其水化学类型以HCO~(3-)-Ca~(2+)(Mg~(2+))为主。基于前人研究成果,并结合多种地球化学图解分析,旨在剖析贵州省饮用天然矿泉水水化学特征,探讨其宏量组分来源。贵州省饮用天然矿泉水Gibbs图解显示,其水化学组分主要来源于岩石风化淋滤作用,部分受大气降雨影响较明显; Mg/Na-Ca/Na图解投点均落于碳酸盐岩和硅酸盐岩之间,且明显偏向于碳酸盐岩,指示其主要受控于碳酸盐岩的溶滤作用;HCO~(3-)-(Mg~(2+)/Ca~(2+))图解投点主要集中在方解石和白云石过渡区域,显示其主要来源于方解石的溶解,白云石溶解亦有一定贡献。通过宏量组分来源相关分析,对贵州省岩溶地区饮用天然矿泉水成因规律的认识有一定指导意义。     

江西兴国县潜在偏硅酸矿泉水水化学特征及水质健康功能评价

江西兴国县地下水中富含偏硅酸,水资源丰富,但对矿泉水资源禀赋等研究相对薄弱,开展该县偏硅酸矿泉水水化学特征和健康功能研究,可为当地发展矿泉水产业、实施乡村振兴战略提供基础支撑。本文应用数理统计、水化学分析、离子比值等多种分析方法研究了兴国县潜在偏硅酸矿泉水的分布、水化学特征以及成因与物质来源,并基于感官指数和健康指数对其健康功能进行了评价。结果表明：潜在偏硅酸矿泉水主要分布在岩浆岩裂隙含水岩组、碎屑岩孔隙裂隙含水岩组和变质岩裂隙含水岩组中,这三类含水岩组的调查水样中,发现潜在偏硅酸矿泉水的比例分别为48.5%、45.7%、29.6%,且主要分布在海拔400m以下区域。潜在偏硅酸矿泉水的偏硅酸含量多集中在32~40mg/L之间,主要来自硅酸盐矿物的水解;在变质岩、岩浆岩裂隙含水岩组区,偏硅酸的富集以溶滤作用为主;在碎屑岩孔隙裂隙含水岩组区,偏硅酸的富集受溶滤作用和阳离子交替吸附作用共同影响。该县岩浆岩裂隙含水组区潜在偏硅酸矿泉水口感最佳,深层碎屑岩孔隙含水组区潜在偏硅酸矿泉水健康指数相对较高。本文认为,兴国县矿泉水勘查开发靶区宜以岩浆岩裂隙含水岩组区和深层碎屑岩孔隙裂隙含水岩组区为主。研究成果可为揭示兴国县偏硅酸矿泉水资源价值和功能提供参考。